第五章 化工生产中的重要非金属元素测试题
一、单选题
1．下列物质中不含硅酸盐的是（ ）
A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰
2．取碘水四份于试管中，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，分别加入汽油、CCl4、酒精、NaCl溶液，振荡后静置，现象正确的是
A．Ⅰ中溶液分层，上层无色
B．II中溶液分层，下层紫色
C．Ⅲ中溶液分层，下层呈棕色
D．Ⅳ中溶液不分层，溶液由棕色变成黄绿色
3．现有三组溶液：①汽油和氯化钠溶液；②溴的CCl4溶液；③氯化钠和单质溴的水溶液；④氯化钠与碘的固体混合物，分离以上各混合液的正确方法依次是
A．分液、萃取、蒸馏、升发 B．升发、萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取、升发 D．蒸馏、升发、萃取、分液
4．下列实验装置或操作正确的是
A．图1是排出碱式滴定管中的气泡操作
B．图2装置可以测定化学反应速率
C．图3装置用于分离乙酸乙酯和乙酸
D．图4装置用CCl4萃取碘水中的碘，振荡、放气
5．据报道，我国华为公司的技术标准成为世界“5G”通讯标准的重要组成部分。随着“5G”时代的逐渐到来，以光导纤维为基础的信息高速通道更显重要。制造光导纤维的材料是
A．铜合金 B．橡胶 C．不锈钢 D．二氧化硅
6．下列离子方程式书写正确的是
A．用FeCl3溶液蚀刻铜制电路板：Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
B．向硫酸铝溶液中滴入少量氨水：Al3++3OH-=Al(OH)3↓
C．向FeI2溶液中通入过量Cl2：Cl2+2I-=2Cl-+I2
D．向NH4HSO4溶液中加入少量Ba(OH)2溶液：Ba2++2H++2OH-+SO=BaSO4↓+2H2O
7．下列描述正确的是
A．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离
B．将少量硫酸铵和熟石灰混合在研钵中进行研磨，可以闻到刺激性气味
C．检验某白色固体是铵盐的方法是：加氢氧化钠溶液，加热，用湿润蓝色石蕊试纸在试管口检验，观察试纸是否变红
D．所有铵盐都易溶于水，铵盐中的氮元素均为-3价
8．下列不属于铵盐的共同性质的是
A．都是晶体 B．都易溶于水
C．与碱共热都产生氨气 D．都不与酸反应
9．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．强酸性溶液中：K+、Fe2+、MnO、SO
B．0.1 mol/ L NaNO3溶液：H+、K+、I-、SO
C．澄清透明的溶液中：Cu2+、Na+、NO 、SO
D．无色透明的溶液中：Na+、NH、Cl-、OH-
10．汽车尾气催化转化装置的工作原理如图所示：
下列说法不正确的是
A．汽车尾气中含有CO、NO，是雾霾成因之一
B．该过程中NO2既是生成物又是反应物
C．该过程中氧元素被还原，氮元素只被氧化
D．该过程中会发生反应：2NO2 + 4CO4CO2 + N2
11．下列有关推论正确的是
选项 已知 推论
A 分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两个玻璃棒靠近时产生白烟 分别蘸有浓氨水、浓硫酸的两个玻璃棒靠近时产生白烟
B 常温下，浓硝酸可贮存在铁制容器中 常温下，浓硝酸可贮存在铜制容器中
C 实验室中不能用浓硫酸干燥H2S 实验室中不能用浓硫酸干燥SO2
D 可用排饱和食盐水法收集Cl2 可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集CO2
A．A B．B C．C D．D
12．在给定条件下，下列物质间所示的转化不可以实现的是
A．N2(g)NO(g) B．HNO3(aq)NO(g)
C．NO(g)HNO3(aq) D．NH4Cl(s)NH3(g)
13．下列反应中，浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是( )
A．2NaCl＋H2SO4(浓) Na2SO4＋2HCl↑
B．Na2SO3＋H2SO4(浓) Na2SO4＋SO2↑＋H2O
C．C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
D．2FeO＋4H2SO4(浓) Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O
14．下列有关实验的现象描述正确的是（ ）
A．氢气在氯气中燃烧，火焰呈苍白色，产生大量白雾
B．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体
C．铜在氯气中燃烧，产生白烟，加水溶解后可能得到绿色溶液
D．用洁净的玻璃棒蘸取碳酸钾粉末在酒精灯火焰上灼烧，可观察到明亮的紫色火焰
15．硫酸铵在一定条件下发生反应:4(NH4)2SO4＝6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+N2↑+7H2O，将反应后的气体通入一定量的氯化钡溶液中恰好完全反应，有白色沉淀生成。下列有关说法正确的是
A．白色沉淀为BaSO4
B．白色沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物，且 n(BaSO3):n(BaSO4)约为1:1
C．白色沉淀为BaSO3和BaSO4的混合物，且n(BaSO3):n(BaSO4)约为3:1
D．从溶液中逸出的气体为N2，最后溶液中的溶质只有NH4Cl
二、填空题
16．(1)①写出石英的化学式_______；
②写出氮气的电子式_______；
(2)写出镁在氮气中燃烧的化学方程式_______；
(3)写出氨的催化氧化化学方程式_______；
(4)写出工业上合成氨的化学方程式_______；
(5)写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的离子方程式_______；
17．金属和非金属被广泛应用于人类生产生活中。
（1）Na的一种化合物常用于潜艇中处理CO2和供氧，它处理CO2的化学方程式为__________。
（2）检验FeSO4是否变质，可取少量溶液，加入几滴________________。
（3）工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是_______（填化学式）。
（4）人们常常选用雕花玻璃装饰房间。在玻璃上雕花时发生的化学方程式是____________。
（5）许多人喜欢佩戴玉石饰品。玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，例如和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)可表示为复杂氧化物形式2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，则南阳玉(CaAl2Si2O8)表示为复杂氧化物形式是________。
18．细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如图所示。
(1)如图所示氮循环中，属于氮的固定的有_____(填字母序号)。
a．N2转化为氨态氮
b．硝化过程
c．反硝化过程
(2)氮肥是水体中的主要来源之一，检验氮肥中的实验方案是_____。
(3)硝化过程中，含氮物质发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生0.02mol氮气时，转移的电子的物质的量为_____mol。
(5)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去)，用离子方程式说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮的原理_____。
19．化学工作者一直在积极探索影响大气质量的因素及改善措施。
（1）硫酸盐是大气中可吸入颗粒物的主要成分之一，是在含水的气溶胶液滴中通过化学反应产生的。
①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时，可观察到_______效应。
②大气中的SO2 转化为硫酸盐的过程中，以下物质能起氧化作用的是_____(填字母序号)。
a.O2 b.H2S c.NH3 d.O3
③有研究者发现特定条件下，大气中的NOx会成为氧化SO2 的主要物质，于是认为，当城市大气中的可吸入颗粒物严重超标时，应采取汽车限行措施。原因是_________。
（2）燃煤烟气中含有NOx和SO2。工业上常用亚氯酸钠(NaClO2)对燃煤烟气进行脱硝和脱硫处理。
已知: 酸性条件下，ClO2-会转化成ClO2和Cl-。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体，具有强氧化性，可氧化NOx或SO2。
I.在实验室模拟脱硝过程:调节NaClO2 吸收液的pH 为5，向其中通入含NO 的模拟烟气。
①测得脱硝反应后，溶液中的阴离子为NO3-和Cl-，则脱硝反应的离子方程式为_______。
②测得脱硝效率(即NO 的吸收率)随温度变化的曲线如下图所示。结合已知信息分析，温度大于50℃时，随温度升高脱硝效率下降的原因是____________。
Ⅱ.在实验室模拟同时脱硝、脱硫过程: 调节NaClO2吸收液的pH为5，向其中通入含SO2 和 NO (体积比2 :1)的模拟烟气。
③测得脱硝、脱硫反应后，溶液中的阴离子为NO3-、SO42- 和Cl-，其中c(SO42-)= a mol/L，c(Cl-)=bmol/L，已知脱硫效率为100%，计算脱硝效率为_________。
20．将12.8g铜与一定量的浓硝酸发生反应，铜反应完时，得到NO、NO2混合气体5.6L（标准状况下）。计算：
（1）反应过程中共转移电子__NA；
（2）反应消耗硝酸的物质的量__（写出计算过程）。
21．5.6gFe和一定量的稀硝酸恰好完全反应，生成一氧化氮气体，反应后的溶液加入0.25moL的氢氧化钠恰好使铁离子完全沉淀。
(1)则参加反应的硝酸的物质的量为_______________________ ；
(2)写出总反应的离子方程式___________________________。
22．根据装置图回答问题(装置图用符号表示)：
(1)在作催化剂时，加热可以制得氧气。应选用的气体发生装置是_______。
(2)为了验证在分解过程中起到了催化剂作用，我们要把反应后的产物分离，提取出并验证其的确是催化剂。分离出的操作有_______、_______、洗涤、_______、称量。
23．有一白色粉末X，对X检验时，所做实验和现象为：
（1）写出X的化学式___。
（2）在①步反应中H2SO4的作用是___。
①在水溶液中电离，并呈强酸性 ②具有高沸点、难挥发性 ③浓硫酸具有吸水性 ④浓硫酸具有脱水性 ⑤浓硫酸具有强氧化性
（3）写出④、⑤两步反应的离子方程式：___、___。
【参考答案】
一、单选题
1．D
解析：陶瓷、玻璃、水泥都属于传统无机非金属材料，主要成分都是硅酸盐；生石灰的主要成分为CaO，不属于硅酸盐，D选项满足题意；
答案选D。
2．B
解析：A. 汽油能萃取碘水中的碘，但汽油的密度小于水的密度，所以Ⅰ中现象为溶液分层，上层呈紫红色，下层呈无色，选项A错误；
B. 四氯化碳能萃取碘水中的碘，且的密度大于水的密度，所以Ⅱ中现象为溶液分层，下层呈紫红色，上层呈无色，选项B正确；
C. 乙醇和水互溶，Ⅲ中溶液不分层，选项C错误；
D. 氯化钠溶液和碘水不发生反应，Ⅳ中溶液不分层，且溶液呈黄褐色，选项D错误；
答案选B。
3．C
解析：①汽油和氯化钠溶液为互不相溶的液体，用分液法分离；
②将溴与CCl4溶液，两者沸点不同，分离采用蒸馏法；
③加萃取剂(如四氯化碳等)到氯化钠和单质溴的水溶液中将单质溴萃取，用萃取法；
④氯化钠与碘的固体混合物，碘易升华，用升华法；
故选C。
4．D
解析：A．滴定操作为排出碱式滴定管中的气泡应该用手挤压玻璃球且滴定管下端管口向上，选项A错误；
B．生成的氧气易从长颈漏斗逸出，应选分液漏斗，用于测定反应速率，选项B错误；
C．乙酸乙酯和乙酸的分离应利用饱和碳酸钠溶液让它们分层后分液，选项C错误；
D．图4装置用CCl4萃取碘水中的碘，振荡、放气，操作正确，选项D正确；
答案选D。
5．D
解析：A．铜合金是良好的导体材料，与导光性无关，A错误；
B．橡胶不导电，同时不导光，B错误；
C．不锈钢为铁合金，是良好的导体材料，与导光性无关，C错误；
D．光导纤维，其主要成分是SO2，具有良好的导光性，D正确；
答案选D。
6．D
解析：A．电荷不守恒，用FeCl3溶液蚀刻铜制电路板的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，A项错误；
B．NH3·H2O为弱碱，应以化学式保留，硫酸铝与氨水反应的离子方程式为Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3，B项错误；
C．通入过量Cl2，Fe2+和I-都被完全氧化，过量Cl2与FeI2溶液反应的离子方程式为3Cl2+2Fe2++4I-=6Cl-+2Fe3++2I2，C项错误；
D．Ba(OH)2少量时OH-先与NH4HSO4溶液中的H+反应，不反应，NH4HSO4溶液与少量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O，D项正确；
答案选D。
7．B
解析：A．氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，但是氯化钠受热不分解，NH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离，不是升华法，选项A错误；
B．硫酸铵属于铵态氮肥，与熟石灰在研钵中研磨，闻到有刺激性气味气体，选项B正确；
C．将白色固体放入试管加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨气，证明该盐中含有铵根离子，选项C错误；
D．铵盐都易溶于水，但铵盐中的氮元素不一定均为-3价，如NH4NO3中N元素为-3、+5价，选项D错误；
答案选B。
8．D
解析：A．铵盐都是晶体，故A不符合题意；
B．铵盐都易溶于水，故B不符合题意；
C．铵盐与碱共热都产生氨气，故C不符合题意；
D．碳酸氢铵或碳酸铵等与盐酸反应生成氯化铵、二氧化碳和水，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
9．C
解析：A．强酸性溶液中，Fe2+、MnO发生氧化还原反应，故A错误；
B．在氢离子存在的条件下，硝酸根离子可以氧化I ，故B错误；
C．澄清透明的溶液中，Cu2+、Na+、NO 、SO相互之间不反应，能大量共存，故C正确；
D．无色透明的溶液中，NH与OH-反应生成NH3·H2O，故D错误；
故选C。
10．C
解析：A．汽车尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等，排放到空气中形成雾霾，选项A正确；
B．过程中一氧化氮生成二氧化氮，二氧化氮催化剂作用反应生成氮气，该过程中NO2既是生成物又是反应物，选项B正确；
C．氧元素0价变化为-2价，化合价降低被还原，氮元素化合价+2价升高到+4价，+4价降低到0价，氮元素被氧化和被还原，选项C错误；
D．在催化剂条件下NO和CO反应，生成CO2和N2，反应的化学方程式为：2NO2+4CO4CO2+N2，选项D正确；答案选C。
11．D
解析：A．分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两个玻璃棒靠近时产生白烟，这是由于浓氨水、浓盐酸具有挥发性，挥发产生的NH3、HCl在空气中反应产生NH4Cl固体小颗粒，因而产生白烟；而浓硫酸不具有挥发性，因此挥发的NH3与玻璃棒上的浓硫酸反应产生(NH4)2SO4，因而不产生白烟现象，A错误；
B．由于浓硝酸具有强氧化性，在常温下，浓硝酸遇铁会发生钝化现象而不能进一步发生反应，因此在常温下浓硝酸可贮存在铁制容器中；而常温下，浓硝酸能够与铜发生反应，因此浓硝酸不可贮存在铜制容器中，B错误；
C．H2S具有还原性，会被浓硫酸氧化，因此H2S不能被浓硫酸干燥；而SO2不能与浓硫酸发生反应，因此可以使用浓硫酸干燥SO2，C错误；
D．Cl2与水反应产生HCl、HClO，该反应是可逆反应，使用饱和食盐水，由于增大了溶液中c(Cl-)，因而可已知Cl2与水的反应，故可以用排饱和食盐水法收集Cl2；CO2气体在饱和NaHCO3溶液中不能溶解，也不能与之发生反应，因此可以用排饱和NaHCO3溶液的方法收集CO2，D正确；故合理选项是D。
12．C
解析：A．氮气与氧气放电时生成NO，则N2(g)NO(g)可实现转化，故A不选；
B．Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，则HNO3(aq)NO(g)可实现转化，故B不选；
C．NO与水不反应，则NO(g)HNO3(aq)不能实现，故C选；
D．氯化铵不稳定，加热生成氨气和氯化氢，则NH4Cl(s)NH3(g)可实现转化，故D不选；故选：C。
13．D
解析：A、该反应没有化合价的变化，不属于氧化还原反应，H2SO4只表现了酸性，故A不符合题意；
B、该反应没有化合价变化，不属于氧化还原反应，H2SO4只表现了酸性，故B不符合题意；
C、H2SO4中S的价态由＋6价→＋4价，化合价降低，硫酸在此反应中只体现氧化性，故C不符合题意；
D、该反应中S的价态由＋6价→＋4价，化合价降低，硫酸表现为氧化性，产物中有Fe2(SO4)3，因此硫酸还表现为酸性，故D符合题意。
14．A
解析：A.在点燃条件下，氢气能在氯气中燃烧生成苍白色火焰，生成的HCl遇水蒸气形成盐酸小液滴，所以会看到白雾产生，故A正确；
B.硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，在纯氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，故B错误；
C.铜在氯气中燃烧，产生大量棕黄色的烟，加水溶解后可得蓝绿色溶液，故C错误；
D.观察钾元素的焰色反应时，必须透过蓝色的钴玻璃，滤去黄色光的干扰，故D错误；
答案选A。
15．B
解析：A、根据分析可知，白色沉淀为BaSO4和BaSO3，故A错误；
B、由上述分析可知，最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡，二者物质的量之比为1:1，故B正确；
C、根据B项分析可知，最后得到沉淀为1mol硫酸钡、1mol亚硫酸钡，二者物质的量之比为1:1，故C错误；
D、从溶液中逸出的气体为N2，根据分析可知，反应后的溶质为亚硫酸氢钡与氯化铵，故D错误；
答案选B。
二、填空题
16． SiO2 N2+3MgMg3N2 4NH3+5O24NO+6H2O N2+3H22NH3 S2O+2H＋＝SO2↑+S↓+H2O
解析：(1)①石英的化学式为SiO2；
②氮气分子中含有三键，电子式为；
(2)镁在氮气中燃烧生成氮化镁，反应的化学方程式为N2+3MgMg3N2；
(3)氨催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；
(4)工业上合成氨的原料是氮气和氢气，反应的化学方程式为N2+3H22NH3；
(5)硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、单质硫和水，反应的离子方程式为S2O+2H＋＝SO2↑+S↓+H2O。
17． 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 KSCN或硫氰化钾 Ca(ClO)2 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O CaO·Al2O3·2SiO2
解析：（1）Na的一种化合物常用于潜艇中处理CO2和供氧，该化合物是过氧化钠，它处理CO2的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。（2）硫酸亚铁易被氧化转化为硫酸铁，因此检验FeSO4是否变质，可取少量溶液，加入几滴KSCN溶液。（3）漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。（4）在玻璃上雕花时需要氢氟酸，发生的化学方程式是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。（5）根据和田玉的氧化物形式可知南阳玉(CaAl2Si2O8)的氧化物形式应该是是CaO·Al2O3·2SiO2。
18． a 取少量氮肥于试管中，加少量水溶解，加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+ 氧化 0.06 6Fe3++2═6Fe2++N2↑+8H+
解析：(1)氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法，即氮气→含氮化合物或离子，
a．N2转化为氨态氮，属于人工固氮，故a正确；
b．硝化过程是将转化为，转化为，属于含氮化合物的转化，不属于固氮，故b错误；
c．反硝化过程正好和硝化过程相反，属于含氮化合物的转化，不属于固氮，故c错误；
故答案为：a；
(2)检验的原理是先将转化为NH3，再根据氨气的性质用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，方法为：向溶液中加入浓NaOH浓溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有，故答案为：取少量氮肥于试管中，加少量水溶解，加入浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有；
(3)硝化过程是将转化为，转化为，氮元素化合价升高，发生了氧化反应，故答案为：氧化；
(4)氧化生成H2O和N2，离子方程式为+N2↑+2H2O，转移3e﹣，即n(e﹣)＝3n(N2)＝3×0.02mol＝0.06mol，故答案为：0.06；
(5)由图可知：铁循环脱除水体中氨态氮过程是Fe3+和反应生成Fe2+和N2，离子方程式为6Fe3++2═6Fe2++N2↑+8H+，故答案为：6Fe3++2═6Fe2++N2↑+8H+。
19． 丁达尔 ad 汽车尾气中含NOx，能将SO2氧化成硫酸盐，从而增加大气中可吸入颗粒物含量 5NO + 3ClO2 + 4H2O 5NO3- + 3Cl- + 8H+（或4NO + 3ClO2- + 2H2O 4NO3- + 3Cl- + 4H+） 吸收液pH为5，显酸性，NaClO2转化成ClO2，温度升高， ClO2气体容易从溶液体系中逸出，使脱硝反应难以发生 [(8b-4a)/3a]×100%
解析：（1）考查胶体性质、SO2的性质，①胶体具有丁达尔效应，因此当日光摄入充满气溶胶的暗室时，可观察到丁达尔效应；②a、空气中有氧气，氧气具有氧化性，能把SO2氧化成SO42－，故a正确；b、空气中不含有H2S，且H2S只具有还原性，故b错误；c、空气中不含NH3，NH3表现还原性，故c错误；d、大气中含有O3，O3表现强氧化性，能把SO2氧化成SO42－，故d正确；③汽车尾气中含NOx，能将SO2氧化成硫酸盐，从而增加大气中可吸入颗粒物含量；（2）考查离子方程式的书写、化学反应条件的控制、化学计算，①根据信息，NaClO表现强氧化性，把NO氧化成NO3－，本身被还原成Cl－，ClO2－＋NO→Cl－＋NO3－，根据化合价升降法进行配平，即为3ClO2－＋4NO→4NO3－＋3Cl－。根据原子守恒以及电荷守恒，离子反应方程式为4NO + 3ClO2－ + 2H2O=4NO3－ + 3Cl－ + 4H＋，ClO2－会转化成ClO2和Cl－。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体，具有强氧化性，可氧化NOx或SO2，pH=5的溶液显酸性，ClO2－生成ClO2和Cl－，ClO2把NO氧化成NO3－，本身被还原成Cl－，离子方程式为 5NO + 3ClO2 + 4H2O=5NO3－ + 3Cl－ + 8H＋；②吸收液pH为5，显酸性，NaClO2转化成ClO2，温度升高， ClO2气体容易从溶液体系中逸出，使脱硝反应难以发生；③根据得失电子数目守恒，因此有4b=2a＋3c(NO3－)，解得实际上得到c(NO3－)=(4b－2a)/3mol·L－1，因为SO2和NO的体积比为2：1，且脱硫效率为100%，因此理论上得到c(NO3－)=a/2mol·L－1，即脱硝率为×100%=[(8b-4a)/3a]×100%。
点睛：本题的难点是脱硝效率的计算，利用实际生成NO3－的量与理论生成NO3－量的比值，ClO2－把SO2、NO分别氧化成SO42－、NO3－，自身被还原成Cl－，根据得失电子数目守恒，计算出实际生成NO3－的量，SO2和NO体积比等于2：1，利用体积比等于物质的量之比为2：1，即2：1=a:n(NO3－)，计算出理论生成n(NO3－)，从而计算脱硝效率。
20．4 0.65mol
解析：(1)12.8gCu的物质的量==0.2mol，Cu完全溶解，则反应中共转移电子的数目为0.2mol×2×NAmol-1=0.4NA；
(2)气体的物质的量==0.25mol，根据氮原子守恒，消耗硝酸的物质的量n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2)=2×0.2mol+0.25mol=0.65mol。
21． mol 6Fe+20H++5NO3-=3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O
解析：n(Fe)==0.1mol，若铁与硝酸反应生成的是Fe(NO3)2，Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁需要氢氧化钠的物质的量为0.2mol；若铁与硝酸反应生成的是Fe(NO3)3，Fe(NO3)3与氢氧化钠反应生成氢氧化铁需要氢氧化钠的物质的量为0.3mol；实际使用了0.25moL氢氧化钠，说明铁与硝酸反应的产物有硝酸铁和硝酸亚铁。假设反应产生的Fe(NO3)2的物质的量为x，则反应产生的Fe(NO3)3的物质的量为(0.1-x)，根据OH-守恒可知2x+3(0.1-x)=0.25mol，解得x=0.05mol，因此硝酸亚铁与硝酸铁的物质的量之比为0.05mol：0.05mol=1：1，因此根据铁原子守恒知，有一半的铁生成硝酸亚铁，一半的铁生成硝酸铁。
(1)根据方程式Fe+4HNO3= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 可知0.05molFe发生该反应，消耗硝酸物质的量为0.05mol×4=0.2mol；根据方程式3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知0.05molFe发生该反应消耗硝酸的物质的量为0.05mol×=mol，所以反应共消耗硝酸的物质的量为n(HNO3)(总)= 0.2mol+mol=mol；
(2)Fe与硝酸反应产生等物质的量的Fe(NO3)2、Fe(NO3)3，根据电子守恒、原子守恒，可将上述第一个式子Fe+4HNO3= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O扩大三倍与第二个式子3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O叠加，可得总反应方程式，再根据物质的拆分原则铁为单质写化学式，NO是气体写化学式，水是弱电解质写化学式，硝酸、硝酸盐是可溶性强电解质写离子，则该反应的离子方程式为：6Fe+20H++5NO3-=3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O。
22．(1)A
(2) 溶解 过滤 干燥
解析：（1）在作催化剂时，加热可以制得氧气，利用的是固固加热装置，所以应选用的气体发生装置是A；
（2）在作催化剂时，充分加热可以制得氧气的同时生成KCl，所以得到的固体中含KCl、和未反应的，KCl和均易溶于水，而难溶于水，所以可采用溶解、过滤、洗涤的方法把反应后的产物分离，得到滤渣经过干燥后再次称量，与反应前的质量进行对比，若质量保持不变，即可验证的确是催化剂，故答案为：溶解；过滤；干燥。
23． Na2SO3 ①② BaSO3＋2H＋＝Ba2＋＋SO2↑＋H2O
SO32－＋Br2＋H2O＝2H＋＋SO42－＋2Br－
【分析】根据加氯化钡溶液产生白色沉淀，加入盐酸沉淀会消失和加入溴水，溴水褪色，说明具有还原性离子，且反应后加入氯化钡也会产生白色沉淀，所以X为亚硫酸钠，与硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫与氢氧化钠反应得到亚硫酸钠，则X为Na2SO3，据此分析。
解析：根据加氯化钡溶液产生白色沉淀，加入盐酸沉淀会消失和加入溴水，溴水褪色，说明具有还原性离子，且反应后加入氯化钡也会产生白色沉淀，所以X为亚硫酸钠，与硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫与氢氧化钠反应得到亚硫酸钠，则X为Na2SO3；
(1) X的化学式为Na2SO3；
(2) 在①步反应中硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，则H2SO4的作用是①在水溶液中电离，并呈强酸性、②具有高沸点、难挥发性；
答案为①②；
(3)二氧化硫与氢氧化钠反应的离子方程式为: SO2+2OH=SO32-+ H2O；亚硫酸钠与氯化钡反应生成与硫酸钡沉淀，离子方程式为：Ba2++SO32-=BaSO3↓；亚硫酸钠与溴水发生氧化还原反应生成硫酸钠和氢溴酸，离子方程式为：SO32－＋Br2＋H2O＝2H＋＋SO42－＋2Br－。
