学年新人教版必修2 第五章 化工生产中的重要非金属元素 章末综合练习2解析版.docx

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学年新人教版必修2第五章化工生产中的重要非金属元素章末综合练习2解析版

第五章化工生产中的重要非金属元素

章末综合练习2（解析版）

1．下列有关物质的制备装置、制备时使用的原料与收集方法均正确的是（）

序号

物质

制备装置

制备时使用的原料

收集方法

序号

物质

制备装置

制备时使用的原料

收集方法

A

和二氧化锰粉末

排水法

B

NO

浓硝酸和金属铜

排空气法

C

浓氨水和氢氧化钠固体

排空气法

D

乙醇和

的

排水法

A．AB．BC．CD．D

2．下列的分离方法不正确的是（）

A．用过滤的方法除去食盐水中的泥沙

B．用蒸馏的方法将自来水制成蒸馏水

C．用酒精萃取碘水中的碘

D．用分液的方法分离食盐水和汽油的混合物

3．施用氮肥能促进作物生长，并能提高作物中蛋白质的含量。

下列关于氮肥的说法错误的是

A．尿素CO（NH2）2是一种氮肥

B．储存碳酸氢铵时，应密封并置于阴凉通风处

C．铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合施用

D．氮肥溶于水，其中的氮元素均以铵离子形式在存

4．对下列实验事故或废弃药品的处理方法正确的是（）

A．当有大量毒气泄漏时，人应沿顺风方向疏散

B．实验室里电线失火，首先要断开电源

C．当少量浓硫酸沾在皮肤上，应立即用氢氧化钠溶液冲洗

D．酒精失火用水浇灭

5．古代药学著作

本草经集注

共七卷，其中对“硝石”的注解如下：

先时有人得一种物，其色理与朴硝（Na2SO4）大同小异，如握雪不冰。

强烧之。

紫青烟起，仍成灰，不停沸如朴硝，云是真硝石也。

这里的“硝石”是指  

A．氢氧化钙B．硝酸钾C．高锰酸钾D．硝酸钠

6．如图是某元素的价类二维图。

其中X是一种强碱，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对原子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。

下列说法正确的是

A．E可以是金属也可以是非金属

B．C和D两种大气污染物，都能用排空气法收集

C．B的浓溶液具有吸水性，可用来干燥气体

D．实验室制备F时，可以将其浓溶液滴入碱石灰中进行制取

7．如图是实验室常用的气体制备、净化和收集装置。

若依据反应H2C2O4

CO↑+CO2↑+H2O制取一氧化碳，则合理的装置组合为（）

A．①⑤⑧B．③⑤⑦C．②⑤⑥D．③④⑧

8．在一定条件下，金属单质X和非金属单质Y能够反应，生成化合物Z，Z能与水发生水解反应生成气体G和白色沉淀P（如下框图所示），已知气体G与空气之密度比约为1.17。

请填空：

（1）组成单质X和Y的元素分别属第____________族和第___________族；

（2）Z与水发生水解反应方程式_____________________；

（3）每生成1mol的化合物Z，反应中转移_________________mol的电子。

9．取m克铁粉与1L1.2mol/L的稀HNO3恰好完全反应，反应后的溶液中只含Fe2＋且硝酸的还原产物只有NO。

则：

（1）m=______________g。

（2）若将反应后的溶液低温蒸干，析出晶体135g，则析出晶体的组成可能是_________。

a．Fe（NO3）2∙7H2O和Fe（NO3）2∙4H2O

b．Fe（NO3）2∙7H2O和Fe（NO3）2∙H2O

c．Fe（NO3）2∙4H2O和Fe（NO3）2∙H2O

（3）若向反应后的溶液中加入100mL1.5mol/L的稀H2SO4，则标准状态下还能产生NO的体积为______L。

10．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如图，请回答下列问题。

（1）写出反应容器B中发生反应的化学方程式：

____。

（2）吸收塔C中通入空气的目的是___；C、D两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是___（填反应容器代号）。

（3）浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因：

___。

（4）碳与浓硝酸反应的化学方程式是_____。

（5）将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。

当铜片完全消失时，共收集到NO2和NO的混合气体44.8L（标准状况）。

①写出上述过程中，有关反应的离子方程式：

____、____。

②完成该反应至少需要量取10mol·L－1的浓硝酸_____mL。

③混合气体中NO2的体积为____L，NO的体积为____L（均为标准状况下）。

④将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O2使其充分反应，若要使溶液恰好充满容器，则理论上需要参加反应的O2的物质的量为____mol。

11．食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。

粗食盐常含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,实验室提供的试剂如下：

饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液。

实验室提纯NaCl的流程如图：

（1）欲除去溶液I中的杂质,写出A所代表的多种试剂,按滴加顺序依次为I.NaOH；Ⅱ.___________；Ⅲ.____________（填化学式）。

（2）请写出下列试剂加入时发生反应的化学方程式：

①加入试剂I:

____________________________。

②加入盐酸：

______________________________________________________.

（3）操作a、b中均用到的玻璃仪器是________、_______（填仪器名称），操作c的名称为___________________。

（4）如何对操作b所得到的沉淀进行洗涤：

________________________。

（5）经过操作b后，如何检验所得溶液中的SO42-已除去：

______________。

（6）若上述流程中未进行操作b,即直接向溶液I中加盐酸到pH为4∼5,过滤,得到沉淀X和溶液Y,则沉淀X为__________（写化学式）。

12．某溶液X含有H+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、HCO3-、S2-、SO42-、Cl-、OH-中的一种或几种，取该溶液进行实验，实验内容和相关数据（气体体积在标准状况下测定）如下：

（1）通过上述实验过程，一定不存在的离子是_______。

（2）反应①中生成A的离子方程式为________。

（3）若测得X溶液中c（H+）=6mol·L-1，则X溶液中_______（填“含”或“不含”）Fe3+，c（Fe3+）=________mol·L-1（若填不含，则不需计算），X溶液中c（Cl-）=_______mol·L-1。

参考答案

1．C

【解析】

【详解】

A.制取氧气时如果用给定的装置，可以选用的药品是高锰酸钾固体或氯酸钾与二氧化锰，选项A错误；

B.制取NO时应选用稀硝酸和铜，收集方法为排水法，选项B错误；

C.制取氨气，根据给定装置，可以选用浓氨水和氢氧化钠固体，选项C正确；

D.制取乙烯时应选用浓硫酸，选项D错误。

答案选C。

2．C

【解析】

【详解】

A选项，泥沙不溶于水，食盐溶于水，则能用过滤的方法除去食盐中泥沙，故A正确；

B选项，自来水中含有盐类物质，利用沸点不同制取蒸馏水，则一般用蒸馏的方法将自来水制成蒸馏水，故B正确；

C选项，酒精和水互溶，则不能用酒精萃取碘水中的碘，一般选择苯或四氯化碳作萃取剂，故C错误；

D选项，食盐水和汽油互不相溶，能分层，可以用分液法分离，故D正确；

综上所述，答案为C。

3．D

【解析】

【详解】

A.尿素CO（NH2）2是一种农村常用的高效的氮肥，故A正确；

B.由于碳酸氢铵在温度较高时易分解，则储存碳酸氢铵时，应密封并置于阴凉通风处，故B正确；

C.铵态氮肥水解呈酸性，碳酸钾水解呈碱性，二者混合可发生互促水解生成氨气而降低肥效，故C正确；

D.氮元素在尿素中以分子态形式存在，不是铵离子，故D错误；

故选D.

【点睛】

根据氮肥中氮素化合物的形态将氮肥分为铵态氮肥、硝态氮肥和酰胺态氮肥，凡是氮素以铵离子或气态氨形态存在的，就属于铵态氮肥，如液体氨、氨水、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵。

凡是含硝酸根的氮肥就属于硝态氮肥，如硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸铵等。

4．B

【解析】

【详解】

A.当有大量毒气泄漏时，为防止人们中毒加深，人应沿逆风方向疏散，A错误；

B.实验室里电线失火，首先要断开电源，避免灭火时触电，B正确；

C.当少量浓硫酸沾在皮肤上，应立即用大量水冲洗，C错误；

D.酒精失火用湿抹布扑灭，D错误；

故合理选项是B。

5．B

【解析】

【详解】

K元素的焰色反应为紫色，故“紫青烟起”是由于消石中的K+在火焰上灼烧时呈现出特殊颜色，可排除A、D选项；高锰酸钾为紫黑色，硝酸钾为白色晶体，“如握雪不冰”根据物质本身颜色分析，这里的“硝石”是指硝酸钾，而不是高锰酸钾。

故可排除C选项，合理选项是B。

6．D

【解析】

【分析】

G+NaOH反应生成氢化物，再结合D的相对原子质量比C小16，可以得出F为氨气，D为NO，E为氮气，C为NO2，B为HNO3，A为NaNO3。

【详解】

A选项，E是氮气，故A错误；

B选项，C和D两种大气污染物，NO2不能用排空气法收集，故B错误；

C选项，B的浓溶液具有强氧化性，故C错误；

D选项，实验室制备氨气时，可以将其浓氨水和碱石灰反应得到，故D正确；

综上所述，答案为D。

7．D

【解析】

【详解】

利用反应H2C2O4

CO↑+CO2↑+H2O制取CO，采取的是“液+液

气体”的装置，应选用装置③作为发生装置；

制取的CO中混有CO2，应用浓氢氧化钠溶液除去，选择装置④作为除杂装置；

由于CO的密度与空气太接近，故应用排水法来收集，选择装置⑧作为收集装置；

所选装置为③④⑧，故选D。

【点睛】

本题的易错点为收集装置的选择，要注意CO的密度与空气接近，不能通过排空气法收集。

8．ⅢAⅥAAl2S3+6H2O===2Al（OH）3↓+3H2S↑6

【解析】

【分析】

气体G与空气之密度比约为1.17，所以G的相对分子质量为29×1.17=34，则G应为H2S，在一定条件下，金属单质X和非金属单质Y反应，生成化合物Z，则Z中含有X、Y两种元素，其中一种元素为S元素，Z与水作用可生成气体G（H2S）和白色沉淀P，可推知Z为Al2S3，沉淀P为Al（OH）3，所以X为Al、Y为S，据此分析解答。

【详解】

（1）根据上述分析，X为Al、Y为S，所以组成单质X和Y的元素分别属第ⅢA族和第ⅥA族，故答案为：

ⅢA、ⅥA；

（2）根据上述分析可知，化合物Z的化学式为Al2S3，与水发生水解反应方程式为Al2S3+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑，故答案为：

Al2S3+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑；

（3）根据上述分析可知，化合物Z的化学式为Al2S3，Al由0价升高到+3价，每生成1mol的化合物Z，反应中转移电子6mol，故答案为：

6。

9．25.2a、b1.68L

【解析】

【分析】

铁与硝酸反应生成亚铁离子和NO的方程式为：

Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，Fe+2Fe3+=3Fe2+；

【详解】

（1）根据题意方程式可写为：

3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O，硝酸的物质的量为1L×1.2mol/L=1.2mol，则Fe为

=0.45mol，质量为0.45mol×56g/mol=25.2g；

答案为：

25.2；

（2）参加反应的Fe为0.45mol，则生成n[Fe（NO3）2]=0.45mol，若全部是Fe（NO3）2∙7H2O，则晶体质量为137.7g；若全部为Fe（NO3）2∙4H2O，晶体质量为113.4g；若全部为Fe（NO3）2∙H2O，晶体质量为89.1g；已知，析出晶体为135g，则平均摩尔质量为

=300g/mol，一定含有Fe（NO3）2∙7H2O，至少含有Fe（NO3）2∙4H2O和Fe（NO3）2∙H2O的一种，

答案为：

a、b；

（3）加入稀硫酸时，发生3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O，溶液中n（Fe2+）=0.45mol，n（H+）=0.3mol，氢离子少量，则产生n（NO）=0.075mol，标况下的体积为1.68L；

答案为：

1.68。

10．4NH3＋5O2

4NO＋6H2O将一氧化氮氧化成二氧化氮C4HNO3

4NO2↑＋O2↑＋2H2OC＋4HNO3（浓）

CO2↑＋4NO2↑＋2H2OCu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O60022.422.41

【解析】

【分析】

（1）反应容器B中氨气发生催化氧化反应；

（2）吸收塔中NO被氧气氧化为NO2，进而与水反应生成硝酸；有元素化合价变化的反应是氧化还原反应；

（3）浓硝酸见光易分解；

（4）碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水；

（5）①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水；铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水；

②根据氮元素守恒计算硝酸的体积；

③根据得失电子守恒计算NO2、NO的体积；

④反应最后又生成HNO3，纵观整个过程可知，铜提供的电子等于氧气获得的电子，据此计算需要氧气的物质的量。

【详解】

（1）反应容器B中氨气发生催化氧化反应生成NO和H2O，反应方程式是4NH3＋5O2

4NO＋6H2O；

（2）吸收塔中NO被氧气氧化为NO2，进而生成硝酸，所以吸收塔C中通入空气的目的是将一氧化氮氧化成二氧化氮；有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，C中发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，N、O元素化合价变化，属于氧化还原反应；D中发生反应NH3+HNO3=NH4NO3，元素化合价不变，属于非氧化还原反应；

（3）浓硝酸见光发生分解反应4HNO3

4NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处；

（4）碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水，反应方程式是C＋4HNO3（浓）

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；

（5）①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，反应的离子方程式是Cu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

②128g铜的物质的量是

，根据Cu（NO3）2~~~Cu2+~~~~~2NO3-，表现酸性的硝酸4mol，共收集到NO2和NO的混合气体44.8L（标准状况），表现氧化性的硝酸

，所以参加反应的硝酸共6mol，则硝酸的体积是

=600mL；

③设NO2的体积是xL，则NO的体积是44.8L－xL，根据得失电子守恒n（NO2）×1+n（NO）×3=n（Cu）×2；

，x=22.4L，所以混合气体中NO2的体积为22.4L，NO的体积为22.4L（均为标准状况下）；

④根据铜提供的电子等于氧气获得的电子建立关系式2Cu~~O2，2mol铜失电子数等于1molO2得电子数，所以需要氧气的体积是1mol。

【点睛】

本题考查根据方程式及氧化还原反应的有关计算，（4）如果利用方程式进行计算比较麻烦，注意根据原子守恒、电子转移守恒进行计算可以简化计算。

11．BaCl2Na2CO3MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaClNaOH+HCl=NaCl+H2ONa2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑烧杯、玻璃棒蒸发浓缩在漏斗中加入蒸馏水没过沉淀，待洗涤液自然流干后，重复操作2～3次取少许溶液于试管中，向其中加入BaCl2溶液，若无沉淀则证明SO42-已除去BaSO4

【解析】

【分析】

粗食盐常含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质，由实验可知，加热溶解后，加NaOH除去Mg2＋，加氯化钡除去SO42－，加碳酸钠除去Ca2＋、Ba2＋，碳酸钠一定在氯化钡之后，然后过滤，滤液中加盐酸除去过量氢氧化钠、碳酸钠溶液，调节pH后蒸发浓缩冷却后得到NaCl。

【详解】

（1）欲除去溶液Ⅰ中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－离子，应首先加入过量的氢氧化钠除去镁离子，然后加入过量的氯化钡可以除去硫酸根离子，最后加入过量的饱和碳酸钠溶液除去过量的钡离子和钙离子，故Ⅱ为BaCl2溶液；Ⅲ为饱和Na2CO3溶液；

（2）加入氢氧化钠后氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，化学方程式为：

MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaOH；加入盐酸，可分别与滤液中的NaOH、碳酸钠反应，反应的化学方程式为：

NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；

（3）操作a、b分别为溶解、过滤，都用到烧杯、玻璃棒，c为蒸发浓缩；

（4）对操作b所得到的沉淀进行洗涤：

在漏斗中加入蒸馏水没过沉淀，待洗涤液自然流干后，重复操作2～3次；

（5）经过操作b后，检验所得溶液中的SO42-已除去：

取少许溶液于试管中，向其中加入BaCl2溶液，若无沉淀则证明SO42-已除去；

（6）若上述流程中未进行操作b，加入盐酸后氢氧化镁、碳酸钡、碳酸钙溶解，硫酸钡不溶解，沉淀X为BaSO4。

12．HCO3-、S2-、OH-3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O含28

【解析】

【分析】

测得X溶液中c（H+）=6mol/L，在强酸性溶液中与H+反应的离子不能大量存在；一定不会存在HCO3-、S2-、OH-离子，加入过量硝酸钡生成沉淀，则沉淀C为BaSO4沉淀，说明溶液中含有SO42-离子，生成气体A，A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO2，E为HNO3，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe2+离子，溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，则F为NH3，说明溶液中含有NH4+离子，溶液H中溶于CO2气体，生成沉淀I，则I为Al（OH）3，H为NaAlO2，沉淀G为Fe（OH）3，说明原溶液中含有Al3+离子，通过计算氢氧化铁物质的量和原溶液中亚铁离子物质的量判断原溶液中含有Fe3+，溶液显酸性，溶液中含有Fe2+离子，就一定不含NO3-离子，根据已知溶液中电荷守恒计算确定是否含有的离子Cl-，以此解答。

【详解】

通过上述分析可知：

气体A是NO，溶液B中含有Al3+、NH4+、Fe2+，沉淀C是BaSO4，气体D是NO2，溶液E为HNO3，气体F是NH3，I为Al（OH）3，H为NaAlO2，沉淀G为Fe（OH）3：

（1）由于测得X溶液中c（H+）=6mol/L，溶液显酸性，在强酸性溶液中与H+反应的离子HCO3-、S2-、OH-不能大量存在；故原溶液一定不会存在HCO3-、S2-、OH-离子；

（2）在X中含有Fe2+、H+，当加入Ba（NO3）2溶液时，会发生氧化还原反应，产生Fe3+、NO、H2O，反应的离子方程式：

3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；

（3）n（NO）=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，根据3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O中Fe2+与NO的关系可知n（Fe2+）=3n（NO）=0.03mol，n[Fe（OH）3]=5.35g÷107g/mol=0.05mol>n（Fe2+）=0.03mol，根据Fe元素守恒，说明在原溶液中含有Fe3+，其物质的量是0.02mol，由于溶液的体积是0.01L，所以c（Fe3+）=0.02mol÷0.01L=2mol/L；该溶液中，n（H+）=6mol/L×0.01L=0.06mol，根据元素守恒可得n（NH4+）=n（NH3）=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，n（SO42-）=n（BaSO4）=16.31g÷233g/mol=0.07mol，n（Al3+）=n[Al（OH）3]=0.78g÷78g/mol=0.01mol，根据（3）计算可知n（Fe2+）=0.03mol，n（Fe3+）=0.02mol，由于正电荷总数：

3n（Al3+）+3n（Fe3+）+2n（Fe2+）+n（NH4+）+n（H+）=3×0.01mol+3×0.02mol+2×0.03mol+0.01mol+0.06mol=0.22mol，n（SO42-）=0.07mol，其所带的负电荷数0.07mol×2=0.14mol<0.22mol，所以该溶液中还含有带负电荷的Cl-，其物质的量为n（Cl-）=0.22mol-0.14mol=0.08mol，其物质的量浓度c（Cl-）=0.08mol÷0.01L=8mol/L。

【点睛】

本题考查无机物的推断的知识，根据物质间发生反应的特殊现象结合离子共存来分析解答，熟悉物质的性质是解本题关键，根据溶液和硝酸钡反应生成气体确定溶液中存在亚铁离子，为解答本题的易错点，有时要结合电荷守恒判断某种离子的存在性及其含量的多少。