专题测试非金属及其化合物.docx
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专题测试非金属及其化合物
专题测试（七） 非金属元素及其化合物
时间：
90分钟
满分：
100分
考点名片
该部分包括《考试大纲》中要求考查的常见非金属元素：
H、C、N、O、Si、S、Cl等。
重点考查的是上述常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及其应用，以及相关物质对环境质量的影响。
分析近几年高考试卷，可以看出非金属及其化合物的高频考点有Cl2及次氯酸（盐）、氮和硫的氧化物、硅及SiO2、硫酸、硝酸、亚硫酸、硅酸及硅酸盐等。
考查方式有化学试剂的保存、反应类型的判断及化学方程式的书写、离子的检验、物质的除杂、物质的制备等。
预计今后的高考命题可能会结合环境保护对氮、硫、碳的氧化物进行命题。
也可能会结合化学实验对物质的性质、检验方法、除杂方法和制备方法进行命题。
一、选择题（本题包括16个小题，每小题3分，共48分）
1．[2015·河南中原名校摸底]下列对非金属元素（除稀有气体元素外）的相关判断正确的是（ ）
①非金属元素都是主族元素 ②单质在反应中都只能作氧化剂 ③氢化物常温下都是气态，所以都叫气态氢化物
④氧化物常温下都可以与水反应生成酸 ⑤非金属元素R所形成的含氧酸盐（MaROb）中的R元素必定呈现正价
⑥氧化物都能与碱反应生成盐和水
A．①⑤B．①⑤⑥
C．②④⑥D．③⑤⑥
答案 A
解析 ①非金属元素（除稀有气体元素外）都是主族元素，正确；②H2可在反应中作还原剂，错误；③H2O常温下为液体，错误；④CO、NO、SiO2常温下既不溶于水，也不与水反应，错误；RO
中R一定呈现正价，⑤正确，⑥CO、NO都不能与碱反应生成盐和水，错误，故选A项。
2．[2016·龙岩四校联考]二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。
a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是（ ）
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②SiO2＋2C
Si＋2CO↑
③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
④Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑
⑤SiO2＋3C
SiC＋2CO↑
a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃
b．反应②中SiO2表现出氧化性
c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性
d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理
e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应
A．aceB．bde
C．cdeD．ab
答案 B
解析 通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a判断错误，c判断也错；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确；所以选项B正确。
3．已知适当条件下＋7、＋6、＋4价锰的化合物都能将浓盐酸氧化成Cl2且自身均被还原为MnCl2。
将6.32gKMnO4粉末加热一段时间后收集到0.112L气体（标准状况，下同），再将剩余固体与足量的浓盐酸混合后加热，又收集到VLCl2，下列说法正确的是（ ）
A．V＝2.24
B．参加反应的HCl为0.18mol
C．生成Cl2时的离子方程式：
2MnO
＋16H＋＋10Cl－
2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑
D．6.32gKMnO4粉末若直接与足量浓盐酸反应可得到2.24LCl2
答案 D
解析 6.32gKMnO4为0.04mol，因最终锰转化为Mn2＋，转化中锰元素共应获得0.2mol电子，因开始生成的O2为0.005mol，氧元素失去的电子为0.02mol，生成1molCl2需要转移2mol电子，故还可以生成Cl2（0.2mol－0.02mol）/2＝0.09mol，体积为2.016L，A错误；被氧化的HCl为0.18mol，还有一部分Cl－以KCl、MnCl2的形式存在，B错误；还有MnO2、K2MnO4两种物质参与反应，C错误；因KMnO4直接与盐酸反应时最终会获得0.2mol电子，故生成的氯气为0.1mol，体积为2.24L，D正确。
4．[2015·北京海淀期中]已知甲、乙、丙三种物质均含有同一种中学常见的元素X，其转化关系如下：
下列说法不正确的是（ ）
A．若A为硝酸，X为金属元素，则甲与丙反应可生成乙
B．若乙为NaHCO3，则丙一定是CO2
C．若A为NaOH溶液，X为短周期的金属元素，则乙一定为白色沉淀
D．若A为金属单质，乙的水溶液遇KSCN溶液变红，则甲可能为非金属单质
答案 B
解析 A项，若A为硝酸，X为金属元素，则甲为Fe，乙为Fe（NO3）2，丙为Fe（NO3）3，Fe和Fe（NO3）3反应生成Fe（NO3）2；B项，若乙为NaHCO3，则甲为CO2，A为NaOH，丙为Na2CO3；C项，若A为NaOH溶液，X为短周期的金属元素，则甲为铝盐，乙为Al（OH）3，丙为NaAlO2；D项，甲为Cl2，A为Fe时，乙为FeCl3，丙为FeCl2，符合图示转化关系。
5．[2016·合肥质检]下列各组物质中，不能满足下图一步转化关系的选项是（ ）
选项
X
Y
Z
A
Mg
MgO
MgCl2
B
H2SO4
SO2
SO3
C
SiO2
H2SiO3
Na2SiO3
D
N2
NH3
NO
答案 C
解析 从转化关系来看，X、Y、Z之间符合X→Y→Z→X，逐项验证。
若X为Mg，在加热或燃烧时可以生成MgO，MgO与HCl反应生成MgCl2，电解MgCl2得到Mg，A正确；同理，可以判断B、D正确；C中SiO2不溶于水，不能生成H2SiO3，制备H2SiO3一般用可溶性的硅酸盐与酸反应，C错误。
6．[2016·银川质检]下列有关实验原理或操作正确的是（ ）
A．用干燥的pH试纸鉴别SO2和Cl2两种气体
B．盐酸滴定氨水时，用甲基橙作指示剂
C．实验室用图1装置制备并收集少量的NO2
D．实验室用图2装置除去H2中混有的少量NH3
答案 B
解析 检验气体性质时试纸需润湿，否则无法检验，A错误；不能用排水法收集NO2气体，C错误；若U形管中盛装液态干燥剂，将导致气体无法通过，D错误。
7．[2016·哈师大附中模拟]碳与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法不正确的是（ ）
A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B．在Z导管出来的气体中有二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D．在Z导管口有红棕色气体出现
答案 A
解析 碳与浓硫酸共热产生的气体X是CO2和SO2，铜与浓硝酸反应产生的气体Y是NO2。
而NO2溶于水生成硝酸和NO，硝酸能氧化SO2生成硫酸，进而生成硫酸钡白色沉淀。
在酸性溶液中，不能吸收CO2，所以选项A是错误的，其余选项都是正确的，答案选A。
8．[2015·北京通州摸底]氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是（ ）
A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同
B．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡
C．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素
D．“两水”放置时间较久后，都会因为相同的原理而变质
答案 B
解析 A项，氨水中的微粒有NH3·H2O、H2O、NH3三种分子和NH
、OH－、H＋三种离子，氯水中有Cl2、HClO、H2O三种分子和Cl－、ClO－、H＋、OH－四种离子，所以微粒的种类、数目均不相同；C项，氨水没有漂白性，不能漂白有机色素；D项，“两水”的变质原因不相同，氨水因挥发而“变质”，而氯水主要因HClO分解而变质。
9．[2015·天津期末]下图是实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置（省略夹持和净化装置）。
其中最合理的选项是（ ）
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
B
浓氨水
CaO
NH3
H2O
C
浓盐酸
KMnO4
Cl2
H2O
D
浓硝酸
Cu
NO2
浓硫酸
答案 A
解析 A项，SO2可以被NaOH吸收，正确；B项，NH3的密度小于空气，应从短管进入，错误；C项，Cl2不能用水吸收，错误；D项，NO2应用碱液吸收，错误。
10．[2015·大连期中]甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物，它们之间的转化关系如下图所示（部分产物已略去），下列各组物质中不能按图示关系转化的是（ ）
选项
物质转化关系
甲
乙
丙
丁
A
NaOH
NaHCO3
Na2CO3
CO2
B
AlCl3
NaAlO2
Al（OH）3
NaOH
C
N2
NO2
NO
O2
D
Fe
Fe（NO3）3
Fe（NO3）2
HNO3
答案 C
解析 NaOH
NaHCO3
Na2CO3，NaOH与少量二氧化碳反应生成Na2CO3，A正确；AlCl3
NaAlO2
Al（OH）3，AlCl3与少量的氢氧化钠反应生成氢氧化铝，B正确；N2和O2反应生成NO，C错误；Fe
Fe（NO3）3
Fe（NO3）2，铁与少量的硝酸反应生成Fe（NO3）2，D正确。
11．[2016·佛山检测]下列各项叙述Ⅰ、Ⅱ都正确且二者的原理最相似的是（ ）
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
FeS难溶于水，却溶于稀硝酸
CaCO3难溶于稀硫酸，却溶于醋酸
B
浓硝酸要密封保存在阴凉处
漂白粉要密封保存在阴凉处
C
盐酸与铁反应生成氯化亚铁
少量氯气与铁反应生成氯化亚铁
D
碳酸钠溶液显弱碱性
氯化铵溶液显弱酸性
答案 D
解析 FeS溶于稀硝酸是发生了氧化还原反应，CaCO3溶于醋酸是发生了复分解反应，叙述Ⅰ、Ⅱ均正确，但二者原理不同，A错误；浓硝酸因易挥发而要密封保存，漂白粉因易与空气中的CO2、H2O等反应变质而要密封保存，叙述Ⅰ、Ⅱ均正确，但二者原理不同，B错误；氯气与铁反应生成FeCl3，叙述Ⅱ错误，叙述Ⅰ中发生的是置换反应，叙述Ⅱ中发生的是化合反应，二者原理不同，C错误；D项中均是盐电离出的部分离子发生水解反应导致溶液显碱性或酸性，D正确。
12．在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验（如图），其中图1中的烧瓶内收集满了NH3，图2中的烧瓶HCl气体没有收集满，下列说法错误的是（不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响）（ ）
A．溶质的物质的量浓度均为1/Vmmol·L－1
B．溶质质量分数相同
C．引入喷泉实验的方法可以相同
D．图1、图2中喷泉的颜色分别为蓝色、红色
答案 B
解析 由于实验中得到的溶液的体积与溶解了气体的体积相同，设溶解的气体体积为VL，则气体物质的量为V/Vmmol，气体物质的量浓度为
＝1/Vmmol·L－1，A正确；因两种气体的摩尔质量不同，故质量分数不可能相同，B错误；因实验所用装置构造相同，均可采取打开止水夹挤压胶头的方法引发实验，C正确；石蕊遇碱性溶液呈蓝色，遇酸性溶液呈红色，D正确。
13．[2016·湖北月考]甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示（反应条件略去，箭头表示一步转化）。
下列各组物质中，不满足图示转化关系的是（ ）
甲
乙
丙
戊
①
NH3
O2
NO
H2O
②
Fe
H2O
H2
Fe2O3
③
Al2O3
NaOH溶液
NaAlO2溶液
过量CO2
④
Na2O2
CO2
O2
Na
A.①③B．②③
C．②④D．①④
答案 A
解析 ①4NH3＋5O2
4NO＋6H2O，NO和水不反应，不能实现转化，错误；②3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2,3H2＋Fe2O3
2Fe＋3H2O，能实现转化，正确；③Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3，丙不能转化为甲，不能实现转化，错误；④2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na＋O2
Na2O2，能实现转化，正确。
14．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。
向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只被还原为NO气体）。
向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。
下列分析不正确的是（ ）
A．混合酸中HNO3的物质的量浓度为2mol/L
B．原混合酸中H2SO4的物质的量为0.4mol
C．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气
D．第二份溶液中的最终溶质为FeSO4
答案 B
解析 铜与稀硫酸和稀硝酸的混合溶液反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO
===Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，最多能溶解19.2g铜时，n（NO
）＝0.2mol，故100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，c（HNO3）＝2mol/L，A项正确；因反应共消耗n（H＋）＝0.8mol，原混合酸中H2SO4的物质的量为（0.8mol－0.2mol）/2＝0.3mol，B项错误；根据题图，可以得出OA段产生的是NO，随着反应的进行，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入的铁粉再与H＋反应生成H2，即BC段产生H2，C项正确；第二份溶液中最后加入的铁粉过量，生成Fe2＋，溶液中阴离子为SO
，最终溶质为FeSO4，D项正确。
15．[2016·南昌调研]X为短周期元素组成的单质，有下列转化关系：
X
XnOm
盐，下列相关叙述正确的是（ ）
A．①②一定都是氧化还原反应
B．①②都不是氧化还原反应
C．XnOm一定是酸性氧化物
D．XnOm是金属氧化物或非金属氧化物
答案 D
解析 X可以是金属（如铝），也可以是非金属（如碳、硫等），反应①是氧化还原反应，反应②不是氧化还原反应，XnOm可以是金属氧化物（Al2O3），也可以是非金属氧化物（CO2、SO2等）。
16．[2015·广州模拟]生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料，在蒸镏釜中煅烧。
反应的化学方程式为2FeSO4·7H2O
Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑（已知二氧化硫的沸点为－10℃，三氧化硫的沸点为44.8℃）。
用如图所示的装置模拟用绿矾制硫酸的实验，并检验生成的硫酸和二氧化硫，b为干燥的试管，加热装置已略去。
下列有关说法正确的是（ ）
A．若将反应后的三种气体通入BaCl2溶液中，产生的沉淀为BaSO3、BaSO4
B．b中产物用紫色石蕊试液即可检验出其中H＋和SO
C．为检验反应的另一种生成物，试管c中应加入的试剂为NaOH溶液
D．b中所得到的硫酸的质量分数为29.5%
答案 D
解析 二氧化硫与氯化钡溶液不反应，将分解生成的气体通入BaCl2溶液中生成的沉淀只有BaSO4，A错误；根据绿矾分解的方程式，SO3和H2O同时冷凝便得到硫酸，收集在试管b中，用紫色石蕊试液只能检验出H＋，B错误；试管c中溶液用来检验SO2气体，故用品红溶液或酸性高锰酸钾溶液，C错误；根据生成SO3与水的物质的量之比，可求得b中生成硫酸的质量分数为29.5%，D正确。
二、非选择题（本题包括6个小题，共52分）
17．（10分）氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。
由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示。
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。
请回答下列问题：
（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：
________________________________________________________________________。
（2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________。
（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。
SiCl4水解的化学方程式为______________________________。
（4）在反应⑤中，3molSi（NH2）4在高温下反应可得1mol氮化硅和8molA气体，则氮化硅的化学式为____________________________。
（5）高温下，SiCl4与B和C两种气体也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。
写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式_______________。
答案
（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
（2）①②
（3）SiCl4＋3H2O===4HCl↑＋H2SiO3↓
（4）Si3N4
（5）3SiCl4＋2N2＋6H2
Si3N4＋12HCl
解析
（1）石英砂不能与碱性物质共同存放的原因是SiO2与碱性物质可以发生反应。
（2）反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应②是硅单质与Cl2反应，也是氧化还原反应。
（3）SiCl4水解可以看成Si结合4个OH－生成H4SiO4，H4SiO4不稳定，易失水生成H2SiO3，Cl－结合H＋生成HCl。
（4）氮化硅的化学式可通过题目信息，运用质量守恒求得。
（5）结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。
18．（6分）某同学用下列装置（固定、加热仪器和橡胶管略）进行有关氨气的制取及相关实验的探究，回答下列问题。
（1）若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为________________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是________（填装置序号），装置中所盛试剂应具有的性质是____________________________。
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH3，收集装置应选择________（填装置序号）。
（3）在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在1～100nm之间）。
①向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是____________________，试写出制备纳米级碳酸钙的离子方程式___________；
②在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下，CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO2过量，则溶液中大量存在的离子有（不考虑弱电解质的电离和盐类的水解产生的少量离子）_______________________________________________。
答案
（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O ③⑦ NH3难溶于该试剂，该试剂不易挥发，不与NH3反应
（2）⑥
（3）①NH3 Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH
②Ca2＋、HCO
、NH
、Cl－
解析
（1）实验室制取NH3的化学方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
要测定生成NH3的体积，需要采取排液法，因此装置中所盛放的液体必须满足条件：
NH3难溶于该试剂，该试剂不易挥发，且不与NH3反应。
（2）NH3极易溶于水，但NH3的密度比空气的小，所以采用向下排空气法收集，即选择装置⑥。
（3）①由于CO2可溶于水，而NH3极易溶于水，所以首先通入的是NH3，该反应的离子方程式是Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH
。
②如果CO2过量，则生成碳酸氢钙，所以溶液中大量存在的离子是Ca2＋、NH
、Cl－、HCO
。
19．[2015·北京东城零模]（10分）实验小组同学看到一则报道：
某造纸厂误将槽车中的漂白液（NaCl和NaClO的混合液）倒入盛放饱和KAl（SO4）2溶液的池中，造成中毒事件。
该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。
（1）小组同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测，漂白液中ClO－具有氧化性。
实验如下：
Ⅰ.用pH试纸检验，漂白液pH>7，饱和KAl（SO4）2溶液pH<7。
Ⅱ.取10mL漂白液，依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液，有白色沉淀生成，经检验白色沉淀不溶于盐酸。
Ⅲ.另取10mL漂白液，加入品红溶液，溶液红色逐渐变浅，一段时间后褪为无色。
Ⅳ.再取10mL漂白液，加入品红溶液，加入少量稀硫酸酸化后，溶液红色立即变为无色。
①漂白液pH大于7的原因是（用离子方程式表示）______________________________
________________________________________________________________________。
②由实验Ⅱ得出ClO－具有氧化性，写出反应的离子方程式：
____________________。
③对比实验Ⅲ和Ⅳ说明ClO－氧化性与溶液酸碱性的关系是_____________________。
（2）小组同学依据
（1）中的实验，提出：
漂白液在酸性溶液中有Cl2生成。
用如图所示的装置继续实验，探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl2。
①装置B的作用是________________；盛放的药品是________________。
②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸，不久烧瓶中有黄绿色气体产生。
A中反应的离子方程式为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl（SO4）2溶液，首先观察到产生大量的白色胶状沉淀，不久烧瓶中有黄绿色气体产生。
A中反应的离子方程式是____________
________________________________________________________________________。
（3）上述实验说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2。
若取10mL漂白液与足量BaCl2溶液混合后，不断通入SO2至过量，在实验过程中可能的实验现象是___________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）①ClO－＋H2OHClO＋OH－
②ClO－＋SO
===Cl－＋SO
、Ba2＋＋SO
===BaSO4↓（合并写出也可以）
③ClO－的氧化性随c（H＋）增大而增强
（2）①吸收Cl2 NaOH溶液
②ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
③3ClO－＋3Cl－＋2Al3＋＋3H2O===3Cl2↑＋2Al（OH）3↓
（3）产生白色沉淀，溶液由无色变为黄绿色，最后溶液变为无色
解析
（1）漂白液中的NaClO因ClO－的水解而使溶液呈碱性，同时ClO－具有强氧化性，可将SO
氧化为SO
，本身被还原为Cl－，也可将品红溶液氧化而使其褪色，当不加硫酸时，褪色过程较慢，加入硫酸后立即褪色，说明ClO－的氧化性
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