高考非金属及其化合物.docx
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高考非金属及其化合物
专题六非金属及其化合物
1.【2016年高考海南卷】下列叙述错误的是(B)
A.氦气可用于填充飞艇B.氯化铁可用于硬水的软化
C.石英砂可用于生产单晶硅D.聚四乙烯可用于厨具表面涂层
2.【2016年高考江苏卷】在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(C)
A.SiO2
SiCl4
SiB.FeS2
SO2
H2SO4
C.N2
NH3
NH4Cl(aq)D.MgCO3
MgCl2(aq)
Mg
3.【2016年高考上海卷】向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是(A)
A.碳酸钙粉末B.稀硫酸C.氯化钙溶液D.二氧化硫水溶液
4.【2016年高考上海卷】在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(见图)。
下列说法错误的是(B)
A.a、b两处的混合气体成分含量相同,温度不同
B.c、d两处的混合气体成分含量相同,温度不同
C.热交换器的作用是预热待反应的气体,冷却反应后的气体
D.c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率
5.【2016年高考上海卷】一定条件下,一种反应物过量,另一种反应物仍不能完全反应的是(A)
A.过量的氢气与氮气B.过量的浓盐酸与二氧化锰C.过量的铜与浓硝酸D.过量的锌与18mol/L硫酸
6.【2016年高考上海卷】类比推理是化学中常用的思维方法。
下列推理正确的是(B)
A.SiH4的沸点高于CH4,推测H2S的沸点高于H2O
B.CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子
C.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
D.NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr
7.【2016年高考新课标Ⅲ卷】化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是(B)
化学性质
实际应用
A.
Al2(SO4)3和小苏打反应
泡沫灭火器灭火
B.
铁比铜金属性强
FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
C.
次氯酸盐具有氧化性
漂白粉漂白织物
D.
HF与SiO2反应
氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
8.【2016年高考浙江卷】为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
下列说法不正确的是(B)
A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B.X可以是空气,且需过量
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含NH4+废水时,发生反应的离子方程式为:
NH4++NO2-==N2↑+2H2O
9.[2014·天津卷]运用相关化学知识进行判断,下列结论错误的是( D )
A.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
B.NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底
D.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
10.[2014·四川卷]能正确表示下列反应的离子方程式的是( D )
A.Cl2通入NaOH溶液:
Cl2+OH-===Cl-+ClO-+H2O
B.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:
CO
+2H+===CO2↑+H2O
C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:
Al3++4NH3·H2O===AlO
+4NH
+2H2O
D.Cu溶于稀HNO3:
3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
10.[2014·山东卷]下表中对应关系正确的是( B )
A
CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl
CH2===CH2+HCl―→CH3CH2Cl
均为取代反应
B
由油脂得到甘油
由淀粉得到葡萄糖
均发生了水解反应
C
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
Zn+Cu2+===Zn2++Cu
均为单质被还原的置换反应
D
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Cl2+H2O===HCl+HClO
均为水作还原剂的氧化还原反应
11.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
二、非选择题
1.石墨在材料领域有重要应用。
某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。
设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:
SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是____________________。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。
气体Ⅰ中的碳氧化物主要为________。
由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为____________________________________________。
(3)步骤①为:
搅拌、________。
所得溶液Ⅳ中的阴离子有________。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为___________________________,100kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为______kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注
(1)排除装置中的空气
(2)CO SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O(3)过滤 AlO
和Cl-
(4)AlO
+CH3COOCH2CH3+2H2O
CH3COO-+CH3CH2OH+Al(OH)3↓ 7.8
(5)
2.LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。
某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:
已知:
HCl的沸点是-85.0℃,HF的沸点是19.5℃。
(1)第①步反应中无水HF的作用是________________、________________。
反应设备不能用玻璃材质的原因是______________________________________________(用化学方程式表示)。
无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:
如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的________溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:
____________________________________。
(3)第④步分离采用的方法是________;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是________。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。
取样品wg,测得Li的物质的量为nmol,则该样品中LiPF6的物质的量为________mol(用含w、n的代数式表示)。
(1)反应物 溶剂SiO2+4HFSiF4↑+2H2O NaHCO3
(2)PF5+4H2OH3PO4+5HF
(3)过滤 冷凝(4)
3.A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。
B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。
E+与D2-具有相同的电子数。
A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。
回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是________,写出一种工业制备单质F的离子方程式:
__________________________。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为__________,其水溶液与F单质反应的化学方程式为____________________________________________;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显______色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为________;b的化学式为______________;c的电子式为________;d的晶体类型是________。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。
一种化合物分子通过________键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为__________。
(1)第一周期ⅠA族 2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑]
(2)纯碱(或苏打) Cl2+2Na2CO3+H2O===NaClO+NaCl+2NaHCO3 紫(3)NaH Na2O2和Na2C2
金属晶体(4)氢 正四面体
4.(15分)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为__________________;该操作将I2还原为I-的目的是______________________。
(2)操作X的名称为________。
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。
实验控制在较低温度下进行的原因是______________;锥形瓶里盛放的溶液为________。
(4)已知:
5SO
+2IO
+2H+===I2+5SO
+H2O某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO
中的一种或两种。
请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO
的实验方案:
取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;______________________________
______________________________________。
实验中可供选择的试剂:
稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
(1)SO
+I2+H2O===2I-+SO
+2H+ 使CCl4中的碘进入水层
(2)分液
(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化) NaOH溶液
(4)从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。
另从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO
;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO
5.月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人类未来的资源宝库。
(1)3He是高效核能原料,其原子核内中子数为________。
(2)Na的原子结构示意图为________,Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为________。
(3)MgCl在工业上应用广泛,可由MgO制备。
①MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。
②月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为__________________________;SiO2的晶体类型为________。
③MgO与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。
若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收,则生成的盐为________________(写化学式)。
(4)月壤中含有丰富的3He,从月壤中提炼1kg3He,同时可得6000kgH2和700kgN2,若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵________kg。
[答案]
(1)1
(2)
(3)①高 ②SiO2+2OH-===SiO
+H2O 原子晶体 ③NaCl,NaClO,Na2CO3(4)3950
6.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用做分析试剂及鞣革还原剂。
它受热、遇酸易分解。
工业上可用反应:
2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2制得。
实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题:
(1)b中反应的离子方程式为________________,c中试剂为________。
(2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变澄清。
此浑浊物是________。
(3)d中的试剂为________。
(4)实验中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有________________________________(写出两条)。
(5)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是________________________。
答案:
SO
+2H+===SO2↑+H2O或HSO
+H+===SO2↑+H2O 硫化钠和碳酸钠混合溶液
(2)硫(3)NaOH溶液(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)(5)若SO2过量,溶液显酸性,产物分解
7.元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是________。
a.原子半径和离子半径均减小b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为_____,氧化性最弱的简单阳离子是________。
(3)已知:
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
离子化合物
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2800
2050
714
191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是__________________________________;
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是______________________________。
(4)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。
由粗硅制纯硅过程如下:
Si(粗)
SiCl4
SiCl4(纯)
Si(纯)
写出SiCl4的电子式:
________________;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:
_______________________________。
(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是________。
a.NH3 b.HIc.SO2d.CO2
(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。
写出该反应的化学方程式:
______________________________。
答案.
(1)b
(2)氩 Na+(或钠离子)(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本
AlCl3是共价化合物,熔融态难导电(4)
SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g)
ΔH=+0.025akJ·mol-1(5)b(6)4KClO3
KCl+3KClO4
8.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。
某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.【查阅资料】
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀盐酸。
Ⅱ.【制备产品】
实验装置如图所示(省略夹持装置):
实验步骤:
(1)检查装置气密性,如图示加入试剂。
仪器a的名称是________;E中的试剂是________(选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4B.NaOH溶液C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3的混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。
过滤C中的混合物,滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ.【探究与反思】
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,______________________________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤
(2)进行了改进,改进后的操作是______________________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过________方法提纯。
答案.Ⅱ.
(1)①分液漏斗 ②B(3)蒸发Ⅲ.
(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸
(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液(3)重结晶
10.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。
某研究小组进行如下实验:
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。
装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为Na2SO3+SO2===Na2S2O5。
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为______________________________________。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是______。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSO
的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________(填序号)。
a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液c.加入盐酸d.加入品红溶液e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检测Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_____________________________________
________________________________________________________________________。
实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:
滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测定结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
答案.
(1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4===2NaHSO4+SO2↑+H2O)
(2)过滤 (3)d (4)a、e(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成 (6)①0.16 ②偏低
12.某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。
为确定其组成,进行如下实验。
①氨的测定:
精确称取wgX,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLclmol·L-1的盐酸标准溶液吸收。
蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol·L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)
②氯的测定:
准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是__________________________________________。
(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用________式滴定管,可使用的指示剂为________。
(3)样品中氨的质量分数表达式为________。
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将________(填“偏高”或“偏低”)。
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是____________________;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5mol·L-1,c(CrO
)为________mol·L-1。
[已知:
Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12]
(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3,钴的化合价为________,制备X的化学方程式为________________________________;X的制备过程中温度不能过高的原因是________。
答案.
(1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定
(2)碱 酚酞(或甲基红)
(3)
×100%(4)偏低(5)防止硝酸银见光分解 2.8×10-3
(6)+3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出