第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元同步训练题
一、单选题
1．下列有关硅及其化合物的说法不正确的是
A．因为高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3强
B．SiO2晶体是由Si与O按照1∶2的比例形成的立体网状结构， 硅氧四面体不仅存在于SiO2晶体中，而且存在于硅酸盐矿石中
C．水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯的主要成分为SiO2
D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为：Al2O3·2SiO2·2H2O
2．“增蓝天，保碧水，护净土”，江苏省正加快推进生态环境治理现代化建设。下列叙述正确的是
A．推广使用煤气化和液化技术，获得清洁燃料和化工原料
B．在一定条件下，选择合适的催化剂将CO2氧化为甲酸
C．铵态氮肥使用时要深施覆土，是因为铵态氮肥易氧化变质
D．纳米铁粉可以通过吸附作用高效地除去被污染水体中的Cu2+、Ag+等重金属离子
3．类推思想在化学学习与研究中经常被采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是
A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B．盐酸与镁反应生成氢气，故硝酸与镁反应也生成氢气
C．一定条件下，硫与Fe反应生成FeS，与Cu也反应生成CuS
D．CO2也能使澄清石灰水变浑浊，故SO2能使澄清石灰水变浑浊
4．化学与生活密切相关，下列说法不正确的是
A．5G手机运行速度更快，主要是因为采用了更高端的芯片，芯片主要由单质硅组成
B．富勒烯、碳纳米管均属于新型无机非金属材料
C．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料
D．秦兵马俑是由黏土、石灰石经高温烧结而成的陶制品
5．周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A．二氧化硫具有氧化性，可用作漂白剂
B．硒在光照下导电性显著提高，可用作光敏材料
C．臭氧具有鱼腥气味，可用作杀菌剂
D．硫酸具有强氧化性，可用作干燥剂
6．对下列实验现象的解释错误的是
A Cl2使鲜艳的红色花瓣褪色 Cl2具有漂白性
B SO2使湿润的蓝色石蕊试纸变红 SO2的水溶液显酸性
C 常温下将铜片放入浓硝酸中，铜片溶解 浓硝酸有强氧化性
D 常温下将铁片放入浓硫酸中，无明显变化 常温下铁遇浓硫酸钝化
A．A B．B C．C D．D
7．喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体一溶液，能出现喷泉现象的是
气体 溶液 装置
A CO2 稀盐酸
B NO 稀NaOH溶液
C NH3 水
D CO2 饱和NaHCO3溶液
A．A B．B C．C D．D
8．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是
A．向溶液中通入少量SO2：
B．氯化铝溶液中加入过量的氨水：
C．室温下用稀溶解铜：
D．硅酸钠溶液中通入过量二氧化碳：
9．下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是
气体(杂质) 方法
A SO2（CO2） 通过酸性高锰酸钾溶液
B Cl2（HCl） 通过饱和的食盐水
C N2（O2） 通过灼热的铜丝网
D NO（NO2） 通过水
A．A B．B C．C D．D
10．下列离子方程式正确的是
A．同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3·H2O
B．用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化硫气体：
C．实验室用硫酸铝溶液和氨水制备氢氧化铝：Al3++3OH-=Al(OH)3↓
D．用铁粉和过量的稀硝酸溶液反应制取少量NO：3Fe+8H++2 NO=3Fe2++2NO↑+4H2O
11．下列离子方程式书写正确的是
A．向溶液中加入足量：
B．用足量的氨水处理硫酸工业尾气：
C．氢氧化钠溶液腐蚀磨口玻璃塞：
D．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：
12．化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是
A．海水资源的综合利用涉及制取镁和溴等，其过程中均涉及氧化还原反应
B．“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”等措施均涉及化学变化
C．北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其所用芯片的主要成分为
D．“神舟13号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料
13．钪(Sc)可用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体等产品。以钛白酸性废水(主要含、、)为原料制备氧化钪()的工艺流程如下。下列说法正确的是
A．酸洗时加入的目的是将还原为
B．“操作Ⅰ”需要的玻璃仪器有分液漏斗
C．“滤渣Ⅰ”的主要成分是、
D．草酸钪焙烧时反应的化学方程式：
14．铁元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是
A．④可用作红色涂料
B．⑦的溶液可用于清洗青铜文物表面的锈迹
C．⑤被溶液中的氧气氧化为⑥的化学方程式为
D．③溶于过量稀硝酸的离子方程式为
二、非选择题
15．无机颜料的生产与防护与氧化还原反应有着密不可分的联系。
完成下列填空：
(1)油画中黄色的硫化镉(CdS)中的硫元素在强光照射下转化为SO，使油画的色彩变暗。上述过程中，硫元素被__________，发生了_____反应(填写“氧化”或者“还原”)，过程中可能的氧化剂是__________，请例举一个在光照下发生的分解反应：______________________。
(2)铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]二价铅经过长时间空气(含有H2S)的侵蚀会生成黑色的PbS。若将PbS转变为白色的PbSO4，即可复原，请选择适合的药品_______。
A．Fe B．H2 C．H2O2 D．KMnO4
(3)《天工开物》记载了通过焙烧绿矾(主要成分FeSO4·7H2O)制备铁红(Fe2O3)。隔绝空气焙烧绿矾过程中还生成了含硫物质，某学生对含硫物质做出三种假设：
①SO2；②SO3；③SO2和SO3。从上述三种假设中挑选一种不合理的，做出解释：_________。
(4)雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)在自然界中共生且可以相互转化(两者的硫元素价态均为-2价)。
①As2S3和SnCl2在盐酸中恰好完全反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。则参加反应的As2S3和SnCl2的物质的量之比为_______。
②As2S3和As4S4可以相互转化，转化过程中存在如图所示的步骤。若1mol As4S4参加反应时，转移28mol e-，则物质a为_______，消耗氧气______mol。
16．浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分(自由水和结晶水)，常用作_______。
(2)脱水性
使有机物分子中的H和O以原子数2：1比例脱去，而使物质结构发生改变，生成新物质的性质
实验现象：向蔗糖中加入浓硫酸，搅拌，可观察到蔗糖_______，体积_______，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有_______气味的气体。反应化学方程式_______。
(3)强氧化性
①浓硫酸与Cu反应
实验操作
实验现象 铜丝表面_______，溶液中产生_______色固体；试管中的溶液有气泡冒出；品红溶液_______；冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中，溶液呈_______。
实验结论 在反应中，浓硫酸体现_______和酸性
化学方程式 _______
②浓硫酸与非金属反应
碳与浓硫酸反应_______。
③浓硫酸与金属反应
a.常温下，Fe、Al与浓H2SO4发生钝化，生成了致密的氧化膜。
b.氢前的活泼金属(如Zn)：常温下与浓硫酸反应先产生_______，后产生_______。
c.氢后的活泼金属(如铜)：加热下与浓硫酸反应先产生_______，后反应停止。
17．按要求完成下列内容
(1)请写出下列反应的化学方程式。
①Na2SO3和较浓H2SO4制取SO2气体：_______
②足量氨水中通入SO2气体：_______
③Cu与浓H2SO4加热条件下反应：_______
(2)一定条件下，和氟气可发生如下反应：，从而可知在中，元素R的化合价是_______。
(3)实验室用氯酸钾和浓盐酸制取氯气，配平下列方程式______________KClO3＋_______HCl=_______Cl2↑＋_______KCl＋_______H2O
(4)①配平该反应的化学方程式：_____________FeSO4+_______KNO3+_______H2SO4=_______K2SO4+_______Fe2(SO4)3+_______NO↑+_______H2O。
②该反应中氧化产物是_______(填化学式)；当15.2 g FeSO4恰好完全反应时，转移电子的物质的量为_______。
18．按要求回答下列问题：
(1)结晶析出，其中可能含有等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在，简要说明实验操作、现象和结论：___________。
已知遇酸易分解：
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、溶液、溶液
(2)榴石矿石可以看作由组成。试设计实验证明榴石矿石中含有(试剂任选，说明实验操作与现象)：___________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．常温下，硅酸钠与二氧化碳反应生成硅酸，所以硅酸的酸性比碳酸弱，A错误；
B．SiO2晶体是由Si与O按照1∶2的比例形成的空间立体网状结构， 硅氧四面体不仅存在于SiO2晶体中，而且存在于硅酸盐矿石中，B正确；
C．水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯制品的主要成分为SiO2，C正确；
D．硅酸盐制品可以改写为氧化物的形式，活泼金属氧化物写在前，即[Al2Si2O5(OH)4]以氧化物形式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O，D正确；
故选A。
2．A
【解析】略
3．D
【详解】A．SO2中S为+4，具有还原性能使酸性高锰酸钾褪色。但CO2中C为最高价+4，不能使酸性高锰酸钾褪色，A项错误；
B．硝酸中N具有强化性，与活泼金属反应产生NO不能制H2，B项错误；
C．S弱氧化性，与金属单质反应得到低价金属硫化物，即Cu产生Cu2S，C项错误；
D．CO2和SO2均为酸性氧化物，均能与Ca(OH)2产生沉淀CaCO3或CaSO3而浑浊，D项正确；
故选D。
4．D
【详解】A．芯片主要由单质硅组成，利用了硅单质半导体性质，A正确；
B．碳纳米管，石墨烯等均属于新型无机非金属材料，B正确；
C．氮化硅陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能，可用于制造磨刀材料，C正确；
D．秦兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品，原料中没有石灰石，D错误；
故选：D。
5．B
【详解】A．二氧化硫的漂白性是因其能与有色有机物质化合成不稳定的无色物质，与其氧化性无关，故A错误；
B．硒在光照条件下导电性增强，利用此性质可用硒作光敏材料，故B正确；
C．臭氧具有强氧化性所以可用作杀菌剂，与气味无关，故C错误；
D．浓硫酸具有吸水性，因此可用作干燥剂，与强氧化性无关，故D错误；
故选：B。
6．A
【详解】A．Cl2本身并无漂白性，Cl2使鲜艳的红色花瓣褪色是由于Cl2和H2O反应生成的HClO具有强氧化性而漂白红色花瓣的，A符合题意；
B．SO2的水溶液由于SO2+H2OH2SO3而显酸性，故SO2使湿润的蓝色石蕊试纸变红，B不合题意；
C．常温下将铜片放入浓硝酸中，铜片溶解，反应原理为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，该反应体现了浓硝酸的强氧化性，C不合题意；
D．浓硫酸具有强氧化性，常温下铁遇浓硫酸钝化，故常温下将铁片放入浓硫酸中，无明显变化，D不合题意；
故答案为：A。
7．C
【详解】A．CO2与稀盐酸不反应，且在稀盐酸中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量稀盐酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，A项错误；
B．NO与稀NaOH溶液不反应，且在NaOH溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量NaOH溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，B项错误；
C．NH3极易溶于水，向圆底烧瓶中挤入少量水会造成圆底烧瓶内气压明显减小﹐能形成喷泉，C项正确；
D．CO2与饱和NaHCO3溶液不反应，且在饱和NaHCO3溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量饱和NaHCO3溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，D项错误；
故选C。
8．D
【详解】A．向溶液中通入少量SO2，不发生反应，故A错误；
B．氯化铝溶液中加入过量的氨水，生成氢氧化铝沉淀：，故B错误；
C．室温下用稀溶解铜，生成硝酸铜、一氧化氮和水：，故C错误；
D．硅酸钠溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和碳酸氢钠溶液：，故D正确。
综上所述，答案为D。
9．A
【详解】A．SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应，而CO2不能与酸性高锰酸钾溶液反应，不能够达到除杂目的，A项符合题意；
B．由于HCl极易溶于水，故通过饱和的食盐水能实现除杂目的，B项不符合题意；
C．铜与氧气反应，与氮气不反应，能够达到除杂目的，C项不符合题意；
D．NO2与水反应生成HNO3和NO，能够达到除杂目的，D项不符合题意；
答案选A。
10．B
【详解】A．同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合的离子方程式为：H++OH-═H2O，故A错误；
B．用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化硫气体，离子方程式为： ，故B正确；
C．硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵，正确的离子方程式为：Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH，故C错误；
D．用铁粉和过量的稀硝酸溶液反应制取少量NO，离子方程式为：Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O，故D错误；
故选：B。
11．C
【详解】A．S2-和Fe2+不能在溶液中共存，向溶液中加入足量生成S和FeS，离子方程式为：，故A错误；
B．用足量的氨水处理硫酸工业尾气生成亚硫酸铵，离子方程式为：，故B错误；
C．氢氧化钠溶液腐蚀磨口玻璃塞的原理是：，故C正确；
D．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸会发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO，离子方程式为：，故D错误；
故选C。
12．C
【详解】A．镁和溴在海水中都是以化合态形式存在，则海水资源的综合利用涉及制取镁和溴等，其过程中均涉及氧化还原反应，A正确；
B．过程属于物理变化，“燃煤固硫”主要是指把氧化钙或碳酸钙和含硫的煤混合后燃烧，涉及化学变化，“汽车尾气催化净化”是指CO与NO，在催化剂的作用下反应生成无毒的CO2和N2，属于化学变化，B正确；
C．芯片的主要成分为硅，C错误；
D．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，D正确；
故选C。
13．D
【分析】钛白酸性废水(主要含、，)，酸洗时加入的目的是将氧化为，“滤渣Ⅰ”的主要成分是、、，加入10%的盐酸调pH的目的是将转化为含，的溶液，再加入草酸溶液得到草酸钪，草酸钪与氧气焙烧时生成和。
【详解】A．“有机相”中主要含有、，，酸洗时加入的目的是将氧化为，有利于后面沉淀除去，A项错误；
B．“操作Ⅰ”是过滤，过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，B项错误；
C．“滤渣Ⅰ”的主要成分是、、，C项错误；
D．草酸钪与氧气焙烧时生成和，D项正确；
故选D。
14．B
【分析】铁元素的价类二维图分析可知，①为Fe，②为FeO，③为Fe3O4，④为Fe2O3，⑤为Fe(OH)2，⑥为Fe(OH)3，⑦为Fe3+的盐，⑧为Fe2+的盐。
【详解】A．氧化铁为红色固体，可用作红色涂料，故A正确；
B．Fe3+的溶液和铜反应，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，不可用于清洗青铜文物表面的锈迹，故B错误；
C．氢氧化亚铁被溶液中的氧气氧化，白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色，生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3，故C正确；
D．Fe3O4溶于过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平写出，反应的离子方程式为：，故D正确；
故选：B。
15．(1) 氧化 氧化 O2 2HClO2HCl+O2↑
(2)C
(3)焙烧绿矾制备铁红，铁元素化合价升高，则应该有元素化合价降低，故应该生成二氧化硫气体，假设②不合理
(4) 1:1 SO2 7
【详解】（1）硫化镉(CdS)中的硫元素在强光照射下转化为SO，CdS中S的化合价由-2价升高到+6价，作还原剂，被氧化，发生氧化反应，空气中能做氧化剂的是O2；HClO在光照下能发生分解，其反应为2HClO2HCl+O2↑；
（2）若将PbS转变为白色的PbSO4，S的化合价升高作还原剂，因此需要选择的药品为氧化剂，由于KMnO4会引入新杂质，所以选项中只有H2O2符合条件，并且不会引入新杂质，故选C；
（3）因为焙烧绿矾制备铁红时，铁元素化合价升高，则应该有元素化合价降低，故应该生成二氧化硫气体，假设②不合理；
（4）①As2S3和SnCl2在盐酸中恰好完全反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体，其中As的化合价由+3价降低到+2价，Sn的化合价由+2价升高到+4价，根据得失电子守恒可知As2S3和SnCl2的系数比为1:1，则参加反应的As2S3和SnCl2的物质的量之比为1:1
；②若1mol As4S4参加反应时，转移28mol e-，由图中步骤可知，As4S4转化为As2O3，As的化合价由+2价升高到+3价，1mol As4S4中As失去4mol e-，则S失去电子的物质的量为28mol-4mol=24mol，S元素化合价改变了，所以物质a为SO2，1个O2需要得到4个电子，故转移28mol e-时，消耗O2为。
16．(1)干燥剂
(2) 变黑 膨胀 刺激性 C12H22O1112C+11H2O、C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O
(3) 有气泡产生 白 逐渐变为无色 蓝色 强氧化性 Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O SO2 H2 SO2
【详解】（1）浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分(自由水和结晶水)，常用作干燥剂；
（2）浓硫酸具有脱水性和强氧化性：C12H22O1112C+11H2O、C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O，故向蔗糖中加入浓硫酸，搅拌，可观察到蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有有刺激性气味的气体；
（3）铜丝表面产生气泡，溶液中产生白色固体；试管中的溶液有气泡冒出；品红溶液褪色；冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中，溶液呈蓝色，Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2H2O，浓硫酸体现了强氧化性和酸性；浓硫酸还可以与非金属反应：C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O；量变引发质量，浓硫酸在反应中逐渐变稀，与氢前的活泼金属(如Zn)：常温下与浓硫酸反应先产生二氧化硫，后产生氢气；与氢后的活泼金属(如铜)：加热下与浓硫酸反应先产生二氧化硫，后反应停止。
17．(1) Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑ 2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+H2O
(2)+5
(3)KClO3＋6HCl=3Cl2↑＋KCl＋3H2O
(4) 6FeSO4+2KNO3+4H2SO4=K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O Fe2(SO4)3 0.1mol
【详解】（1）①Na2SO3和较浓H2SO4反应生成SO2、水、硫酸钠：Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑；
②足量氨水中通入SO2气体反应生成亚硫酸铵和水，2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O；
③Cu与浓H2SO4加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水，Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+H2O；
（2）反应前后电荷守恒，则n=1，中氧为-2价，则R化合价为+5；
（3）氯酸钾和浓盐酸反应生成氯气，反应中氯酸钾中氯元素化合价由+5变为0，部分HCl中氯元素化合价由-1变为0，根据电子守恒、质量守恒配平可得：KClO3＋6HCl=3Cl2↑＋KCl＋3H2O；
（4）①反应中铁元素化合价由+2变为+3，氮元素化合价由+5变为+2，根据电子守恒、质量守恒配平可得：6FeSO4+2KNO3+4H2SO4=K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O；
②该反应中铁元素化合价升高，发生氧化反应，得到氧化产物Fe2(SO4)3；当15.2 g FeSO4（为0.1mol）恰好完全反应时，转移电子的物质的量为0.1mol。
18．(1)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)于一试管中，滴加溶液，若产生白色沉淀则说明含有杂质(合理即可)
(2)取矿石少许，加稀硫酸充分溶解后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明矿石中含有(不能加盐酸溶解)
【详解】（1）可以用稀盐酸和溶液检验硫酸根，操作为：取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)于一试管中，滴加溶液，若产生白色沉淀则说明含有杂质(合理即可)。
（2）具有还原性可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，具体操作为：取矿石少许，加稀硫酸充分溶解后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，证明矿石中含有(不能加盐酸溶解)
