第4章非金属及其化合物自测阶段达标检测.docx
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第4章非金属及其化合物自测阶段达标检测
第四章非金属及其化合物
（时间90分钟，满分100分）
一、选择题（本题包括16个小题，每小题3分，共48分）
1．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是（ ）
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
温室效应
工厂废气的排放
D
CO
CO中毒
燃料的不完全燃烧
解析：
形成酸雨的氧化物主要是SO2和氮的氧化物，CO2是造成温室效应的主要气体，引起光化学烟雾的主要气体为NO2，CO会造成煤气中毒，由此判断，选项D正确．
答案：
D
2．C、N、S元素都是生命体的重要组成元素，它们在自然界的平衡已受到较大的破坏．C、N、S元素在地球大气圈、岩石圈、水系、生物圈等的循环过程中会产生的物质是①HNO3 ②CO2 ③糖类 ④CH4 ⑤SO2（ ）
A．② B．②③⑤
C．②③④D．①②③④⑤
解析：
有机物中的碳可转化为CO2，CO2通过光合作用可转化为糖类，糖类等可通过发酵形成甲烷等；大气中的N2可转化为NO，NO可转化为NO2、硝酸等；含硫物质在自然界中可转化为SO2等含硫化合物．
答案：
D
3．（2010·惠州调研）无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种．将100mL气体甲经过下图实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成可能为（ ）
A．NH3、NO2、N2B．NH3、NO、CO2
C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2
解析：
因为为无色混合气体，则没有NO2，从反应流程看，气体部分被浓硫酸吸收，说明存在NH3，通过足量的Na2O2后，气体显红棕色，说明生成了NO2，则原来气体中存在NO以及CO2，最后气体被水吸收后几乎无气体剩余，则原气体中没有N2，NO和生成的氧气完全被水吸收生成HNO3，故B项符合题意．
答案：
B
4．有关气体制备所用试剂及检验气体所用试剂完全正确的组合是（ ）
A．CO2：
大理石和稀硫酸 澄清石灰水
B．Cl2：
二氧化锰和浓盐酸 品红溶液
C．O2：
二氧化锰和双氧水 带火星的木条
D．NH3：
NH4Cl固体和NaOH固体 湿润的红色石蕊试纸
解析：
A项，大理石与稀H2SO4反应生成微溶性的CaSO4，会使反应逐渐停止；B项，检验Cl2一般用湿润的淀粉 KI试纸，而不用品红溶液；D项，制取NH3应用NH4Cl固体和Ca（OH）2固体，不能用NaOH固体，因为NaOH会与玻璃试管的主要成分SiO2发生反应．
答案：
C
5．下列物质必须保存在棕色试剂瓶中的是（ ）
①氯水 ②氨水 ③浓硝酸 ④氢氧化钠 ⑤溴水
A．全部B．①③⑤
C．①③D．①②④
解析：
见光或受热易分解的物质应放在棕色试剂瓶中．氯水（溴水）中的HClO（HBrO）见光分解为HCl（HBr）和O2.浓硝酸见光分解为NO2、H2O、O2.
答案：
B
6．下列关于用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化的说法中正确的是（ ）
A．臭氧和活性炭处理水的原理相同
B．由于氯气能和水中的有机物反应，生成有毒含氯化合物，因而不是理想的水处理剂
C．广谱高效杀菌剂二氧化氯的消毒原理是ClO2中氯元素显＋1价，具有强氧化性
D．漂白粉的保存不需要密封，可以露置在空气中
解析：
A项中处理水的原理，臭氧是利用其强氧化性，活性炭是利用其吸附性；B正确；C项中ClO2中Cl元素显＋4价，具有强氧化性，D项中漂白粉要密封保存，露置在空气中易失效．
答案：
B
7．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案．下列有关操作不可能引发喷泉现象的是（ ）
A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
解析：
根据喷泉实验的原理，要发生喷泉现象，必须使烧瓶中压强迅速下降，导致外界压强大于烧瓶中的压强，从而使烧杯（锥形瓶）中的液体压到烧瓶中产生喷泉现象，①中的Cl2易溶于CCl4，③中的NH3易溶于水，所以可以使烧瓶中压强迅速下降，产生喷泉现象，④中HCl和浓氨水反应（首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气），同样也会导致烧瓶中压强减小，而②中H2不溶于NaOH溶液，也不与NaOH反应，所以不能发生喷泉现象．
答案：
B
8．某同学为检验某溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作．其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．由该实验能得到的正确结论是（ ）
A．原溶液中一定含有SO
B．原溶液中一定含有NH
C．原溶液中一定含有Cl－
D．原溶液中一定含有Fe3＋
解析：
所加试剂Ba（NO3）2、HCl干扰离子的检验．SO
被氧化为SO
，干扰SO
的检验，Fe2＋被氧化为Fe3＋，干扰Fe3＋的检验，引入Cl－，干扰Cl－的检验，所以，A、C、D都不正确．最后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH
存在，B正确．
答案：
B
9．下列关于实验中颜色变化的叙述正确的是（ ）
A．将二氧化硫通入品红溶液中，溶液显红色，加热后变为无色
B．向溶液中加入新制氯水，再滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则证明溶液中一定含有Fe2＋
C．将湿润的红纸条放进盛有氯气的集气瓶中，红纸条褪色
D．用标准高锰酸钾溶液滴定Na2SO3溶液，终点时溶液由紫色变为无色
解析：
A中，SO2遇品红溶液使之褪色，而加热后红色复原；B中，该操作不能排除原溶液中是否含有Fe3＋，正确的操作应该是先滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，再加入新制氯水进行检验；D中，当Na2SO3被消耗完毕时，再滴加高锰酸钾溶液则出现紫色，故终点时的颜色变化是由无色变为紫色．
答案：
C
10．青海昆仑玉被定为2008年北京奥运会奖牌用玉，昆仑玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，透闪石（Tremolite）的化学成分为Ca2Mg5Si8O22（OH）2.下列有关说法不正确的是（ ）
A．透闪石的化学式写成氧化物的形式为：
2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
B．透闪石中Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的1.5倍
C．1molCa2Mg5Si8O22（OH）2与足量的盐酸作用，至少需要14molHCl
D．透闪石是一种新型无机非金属材料，难溶于水
解析：
由透闪石组成知它属于传统的硅酸盐材料，但难溶于水，D错误；依改写规则可判断A正确；透闪石中镁的总式量为120，是钙的1.5倍，B正确；与盐酸作用时，SiO2与盐酸不反应，其他金属元素则转化为金属氯化物，根据氯守恒易知C正确．
答案：
D
11．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2，溶液不变浑浊．先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊
CaCl2
溶液
B
通入CO2，溶液变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失.
Na2SiO3
溶液
C
通入CO2，溶液变浑浊．再加入品红溶液，红色褪去.
Ca（ClO）2
溶液
D
通入CO2，溶液变浑浊．继续通CO2至过量，浑浊消失．再加入足量NaOH溶液，又变浑浊.
Ca（OH）2
溶液
解析：
A项，通入NH3后生成了CO
，产生CaCO3沉淀；B项，发生反应Na2SiO3＋2CO2（过量）＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓，但H2SiO3不溶于过量CO2的水溶液；C项，发生反应CO2＋H2O＋Ca（ClO）2===CaCO3↓＋2HClO，HClO能使品红溶液褪色；D项，依次发生如下反应：
Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca（HCO3）2，Ca（HCO3）2＋2NaOH===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O.
答案：
B
12．（2010·合肥模拟）如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12mol/L的HNO3，加热充分反应后，下列粒子在体系中一定大量存在的是（ ）
①NO
②Fe3＋ ③H＋ ④NO ⑤NO2
A．①B．①⑤
C．②④⑤D．①②③⑤
解析：
若铁粉过量，体系中大量存在NO
、Fe2＋、NO；若HNO3过量，体系中大量
存在NO
、Fe3＋、H＋、NO2.
答案：
A
13．（2009·南京模拟）X、Y、Z、W有如图所示的转化关系，则X、W可能是（ ）
①C、O2 ②AlCl3、NaOH ③Fe、HNO3 ④S、O2
A．①②③B．①②
C．③④D．①②③④
解析：
①②③均有如图所示的转化关系，如C―→CO―→CO2；AlCl3―→Al（OH）3―→NaAlO2；Fe―→Fe（NO3）2―→Fe（NO3）3.
答案：
A
14．1.92gCu投入到一定量的浓HNO3中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，则通入O2的体积为（ ）
A．504mLB．336mL
C．224mLD．168mL
解析：
此题初审发现浓HNO3与Cu反应，产生NO2，当HNO3变稀产生NO，即672mL气体不知道含NO2、NO各多少毫升，看似无从下手，但抓住反应本质Cu―→Cu2＋，NOx＋O2＋H2O―→HNO3即Cu失电子数等于O2得电子数，则有：
V（O2）＝
×2÷4×22400mL/mol＝336mL.
答案：
B
15．（2010·临沂模拟）关于硫酸和硝酸的说法中，下列叙述不正确的是（ ）
A．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
B．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
C．在铜分别与浓硫酸和浓硝酸的反应中，两种酸都表现了强氧化性和酸性
D．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
解析：
浓硝酸不具有脱水性．
答案：
D
16．下列各组物质中，不是按（“―→”表示一步完成）关系相互转化的是（ ）
选项
a
b
c
A
Fe
FeCl3
FeCl2
B
Cl2
NaClO
NaCl
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
HNO3
NO
NO2
解析：
SiO2不能直接生成H2SiO3，H2SiO3也不能一步直接生成Si.
答案：
C
二、非选择题（本题包括6个小题，共52分）
17．（8分）硅和氮均是自然界含量丰富的元素，其单质及其化合物在环境、能源及材料科学中有着重要影响和广泛应用．试回答下列问题：
（1）向大气中排放NOx可能导致的环境问题有____________________．（答两点）已知足量NaOH溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸盐．试写出该反应的离子方程式___________________.
（2）光导纤维的作用，让人们的生活更加丰富精彩，____________是制备光导纤维的基本原料．
（3）氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为__________，可由硅粉（用Al2O3和Y2O3作助剂）在氮气中高温烧结而成，氮气在反应中既是反应物，同时又起了______________作用．由于使用的硅粉表面含二氧化硅，在反应中需加入碳粉．在烧结过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3∶6∶2反应生成两种化合物，该反应的化学方程式为___________________________________．
（4）硅燃烧放出大量热量，“硅能源”有望成为二十一世纪的新能源．与“氢能源”比较“硅能源”具有________________________________等更加优越的特点，从而得到全球的关注和期待．
解析：
（1）氮氧化物会导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等污染，NaOH溶液和NO2反应生成NaNO3和NaNO2；
（2）二氧化硅是制备光导纤维的基本原料；
（3）二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3∶6∶2反应，生成Si3N4，从原子个数守恒可以看出，另一种产物是一氧化碳．
答案：
（1）酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏（任两点均可） 2NO2＋2OH－===NO
＋NO
＋H2O
（2）SiO2（或二氧化硅）
（3）Si3N4 防止硅和氮化硅氧化（或作保护气）
3SiO2＋2N2＋6C
Si3N4＋6CO
（4）便于储运，比较安全
18．（8分）某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）．
请按要求填空：
（1）利用B装置可制取的气体有____________（写出两种即可）．
（2）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验．
①若在丙中加入适量水，即可制得氯水．将所得氯水分为两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象、结论如下：
实验
序号
实验操作
现象
结论
Ⅰ
将氯水滴入品红溶液
溶液褪色
氯气与水反应的产物有漂白性
Ⅱ
氯水中加入碳酸氢钠粉末
有无色气
泡产生
氯气与水反应的产物具有酸性
请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？
若不合理，请说明理由________________
________________________________________________________________________.
②请利用上述装置设计一个简单的实验验证Cl－和Br－的还原性强弱（分别指出甲、乙、丙中盛放的试剂、实验现象及结论）__________________________________________
________________________________________________________________________.
（3）B、D、E装置相连后，在B中盛装浓硝酸和铜片（放在有孔塑料板上），可制得并进行NO2有关实验．
①B中发生反应的化学方程式为______________________________________
________________________________________________________________________.
②欲用D装置验证NO2与水的反应，其操作步骤为：
先关闭止水夹________，再打开止水夹________，使烧杯中的水进入试管丁的操作是________________．
③试管丁中的NO2与水充分反应后，若向试管内缓缓通入一定量的氧气，直到试管全部充满水，则所得溶液中溶质的物质的量浓度是________（气体按标准状况计算）．
解析：
（1）装置B是简易启普发生器，可以用它制取块状固体与液体反应，不需要加热且制取的气体是在水溶液中溶解度不大的气体．
（2）实验室制取Cl2常用浓盐酸和二氧化锰加热进行，所以制得的气体中混有挥发出来的HCl气体，而它可以与NaHCO3反应，故实验Ⅱ结论不合理．要设计实验验证Cl－和Br－的还原性强弱，可以从Cl2和Br2的氧化性入手借助Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2反应来判断．
（3）第①问较为简单，主要考查Cu与浓HNO3反应的化学方程式．第②问，要验证NO2与水反应，必须使NO2和水接触，且有明显的实验现象．先关闭止水夹a、b，打开止水夹c，目的是使气体与水接触，但必须外力引发，其原理和引发喷泉实验的原理相同．第③问计算试管全部充满水后所得溶液的物质的量浓度需按照4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行计算即可．
答案：
（1）H2、CO2
（2）①实验Ⅰ结论合理，实验Ⅱ结论不合理；制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与碳酸氢钠粉末反应产生气泡
②在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液；烧瓶中有黄绿色气体生成，试管中溶液由无色变为橙色，可证明氯气的氧化性强于溴，则Br－的还原性强于Cl－
（3）①Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
②a、b c 双手紧握（或微热）试管丁，使试管中气体逸出，NO2与水接触后即可引发烧杯中的水倒流入试管丁中
③0.045mol/L
19．（8分）（2010·潍坊质检）已知：
A、B为常见的非金属单质且均为气体；甲、乙为金属单质，乙在I的浓溶液中发生钝化；C、H、J的溶液均呈碱性．各物质间的转化关系如下（部分生成物未给出，且未注明反应条件）：
（1）写出反应②的化学方程式_________________________________________
________________________________________________________________________.
（2）反应④中每消耗1molG，转移电子的物质的量为______________．
（3）反应⑥的离子方程式是___________________________________________．
（4）实验室中保存I的方法是____________________________________________．
解析：
A、B为常见的非金属单质且均为气体，A、B反应的产物能连续两次与O2反应，C必为NH3，D为NO，G为NO2.以此为突破口，结合其余信息可推出，A、B、E、H、J、I、甲、乙分别为：
H2、N2、H2O、NaOH、NaAlO2、HNO3、Na、Al.
答案：
（1）4NH3＋5O2
4NO＋6H2O（“高温”也可写成“△”）
（2）
mol
（3）2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO
＋3H2↑
（4）保存在棕色试剂瓶中，放在阴凉处
20．（8分）如图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图（有关反应的条件及生成的H2O已略去）．
已知：
（a）A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体．
（b）反应①、②是化工生产中的重要反应．
（c）化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥．
（d）化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得．
（e）化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32.
请按要求填空：
（1）反应③的化学方程式_______________________________________________．
（2）C的结构式__________________________；H的化学式____________________．
（3）L的溶液与化合物E反应的离子方程式：
____________________________.
（4）化合物J的化学式____________________．
解析：
本题的突破口是E.由于B、C、D是非金属单质，且其中A不是气体，结合“化合物E是形成酸雨的污染物之一”可推出E为SO2，A为S，B为O2；再根据“反应②是化工生产中的重要反应”及“F
K”，且“K是常用的氮肥”可推出F为NH3，则C、D为N2、H2；再结合“J
C”和“J由两种元素组成，其相对分子质量为32”，可推出C只能为N2，J为N2H4；又根据“L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得”可推出L为NaClO.
答案：
（1）2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4
（2）N≡N （NH4）2SO3或NH4HSO3
（3）ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO
＋H2O
（4）N2H4
21．（10分）晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：
Si＋3HCl
SiHCl3＋H2
③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O剧烈反应，在空气中易自燃．
请回答下列问题：
（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为_____________________________．
（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点－84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为________________________________．
（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示（热源及夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是________．
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是___________________________________．
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________________________；装置D不能采用普通玻璃管的原因是____________________________，装置D中发生反应的化学方程式为________________________．
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________________________________________．
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________．（填写字母代号）
a．碘水b．氯水
c．NaOH溶液d．KSCN溶液
e．Na2SO3溶液
解析：
分离沸点不同的液体的方法是分馏；根据题干“SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃”可知道H2的作用之一就是排尽装置内的空气，防止SiHCl3自燃，而此H2必须是干燥的，可知B的作用就是干燥H2，所以选用浓H2SO4.由于通入D中应是稳定的SiHCl3与过量H2的气流，所以C装置要加热，并且是水浴加热．因D装置应加热到1000℃～1100℃，用普通玻璃管会软化，必须用石英管．鉴定是否含铁单质，试样用稀盐酸溶解后生成Fe2＋，如果选用NaOH溶液，生成的Si也会溶解，所以考虑转化为Fe3＋后再检验，故选b、d.
答案：
（1）SiO2＋2C
Si＋2CO↑
（2）分馏（或蒸馏）
（3）①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在此反应温度下，普通玻璃会软化
SiHCl3＋H2
Si＋3HCl
③排尽装置中的空气 ④b、d
22．（10分）某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了下图所示装置进行有关实验：
（1）先关闭活塞a，将6.4g铜片和12mL18mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成，发现烧瓶中还有铜片剩余．再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失．
①写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式：
打开活塞a之前_____________________________________________________；
打开活塞a之后_______________________________________________________．
②B是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请直接在图上把导管补充完整．
（2）实际上，在打开活塞a之前硫酸仍有剩余．为定量测定余酸的物质的量，甲、乙两学生进行了如下设计：
①甲学生设计方案是：
先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量，再通过计算确定余酸的
物质的量．
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