广西专用2022年高考化学一轮复习单元质检卷4非金属及其化合物含解析新人教版

单元质检卷(四)　非金属及其化合物

(时间:45分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,下列说法正确的是 (　　)。

A.晶体硅具有半导体性质,可用于生产光导纤维

B.玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应,故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰

C.陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料

D.硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2

答案:D

解析:晶体硅具有半导体性质,可用于生产电脑芯片,二氧化硅可用于制造光导纤维,A项错误;玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应,但不能用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰,可以用氢氟酸来刻蚀玻璃,B项错误;陶瓷、水泥属于硅酸盐材料,石英玻璃的主要成分是二氧化硅,C项错误;硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2,D项正确。

2.SO2属于严重的大气污染物,可用H2与SO2在高温条件下反应消除SO2的污染,其反应原理可分为两步,过程如图所示。下列说法正确的是(　　)。

A.SO2排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨

B.可用CuSO4溶液检验是否有X气体生成

C.在100~200 ℃温度时发生的是置换反应

D.工业上可用浓硝酸处理工业尾气中的SO2

答案:B

解析:酸雨的pH<5.6,A项错误;由已知信息可知X气体为H2S,H2S能与CuSO4反应生成黑色的不溶于水和酸的硫化铜沉淀,所以可用CuSO4溶液检验是不是有X气体生成,B项正确;在100~200℃温度时发生的反应为2H2S+SO23S+2H2O,不是置换反应,C项错误;若用浓硝酸处理工业尾气中的SO2,会产生大气污染物(即氮的氧化物),D项错误。

3.将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y气体,有沉淀生成,X、Y不可能是(　　)。

A.SO2和H2S B.Cl2和CO2

C.NH3和CO2 D.SO2和Cl2

答案:B

解析:硫化氢与二氧化硫反应生成单质硫,单质硫不溶于水,可以产生沉淀,A项不符合题意;氯化钡与氯气、二氧化碳均不反应,不会产生沉淀,B项符合题意;氨气与二氧化碳反应生成碳酸铵,碳酸铵与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀,C项不符合题意;Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl,D项不符合题意。

4.(2020全国Ⅰ)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是 (　　)。

答案:A

解析:二氧化硫和硫化氢均能与酸性高锰酸钾溶液反应,不能实现除杂目的,A项错误。HCl易溶于饱和食盐水,而氯气在饱和食盐水中溶解度较小,可以通过饱和食盐水除去氯气中混有的HCl,B项正确。当通过灼热的铜丝网时,氧气可与铜丝反应而氮气不反应,可以通过灼热的铜丝网除去氮气中混有的氧气,C项正确。NO2与氢氧化钠溶液反应:2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O,可以通过氢氧化钠溶液除去NO中混有的NO2,D项正确。

5.(2020山西太原高三月考)某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如下图(夹持装置省略),下列叙述正确的是              (　　)。

A.取反应后D中溶液少许,向其中滴加品红溶液,红色褪去,就能说明SO2具有漂白性

B.A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸

C.B装置中溶液变红色,说明SO2是酸性氧化物;C装置产生白色沉淀的原因为BaCl2+SO2+H2OBaSO3↓+2HCl

D.关闭弹簧夹a,打开弹簧夹b,用酒精灯在三颈烧瓶下微热,若能观察到B中长导管口有明显气泡现象,冷却后液体倒吸,就能判断装置A、B的气密性良好

答案:D

解析:氯水中存在的次氯酸具有漂白作用,也可以使品红溶液褪色,不能确定一定为二氧化硫的漂白作用,A项错误;二氧化硫易溶于水,比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和浓硫酸,B项错误;C装置中产生的白色沉淀为BaSO4,C项错误。

6.下列关于Cl、N、S等非金属元素单质及其化合物的说法正确的是(　　)。

A.漂白粉变质后的残留固体有碳酸钙

B.实验室可用浓硫酸干燥硫化氢

C.将稀氨水滴到氢氧化钠溶液中可以制取氨气

D.单质氯气及单质硫与铁反应生成的产物中,铁的化合价相同

答案:A

解析:漂白粉的主要成分为次氯酸钙和氯化钙,有效成分为次氯酸钙,变质时发生反应Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,变质后的残留固体有碳酸钙,A项正确;硫化氢具有还原性,能被浓硫酸氧化,不能用浓硫酸干燥,B项错误;氢氧化钠固体具有吸水性,溶于水放出热量,而氨水易挥发,当浓氨水滴到氢氧化钠固体上时生成氨气,并且能够节约氨水的用量,C项错误;氯气具有强氧化性,与铁反应生成三氯化铁,硫的氧化性较弱,与铁反应生成硫化亚铁,所以铁的化合价不同,D项错误。

7.某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是(　　)。

A.肯定有SO2和NO或NO2中的至少一种

B.肯定只有NO

C.可能有Cl2和O2

D.肯定没有Cl2、O2和NO2

答案:D

解析:无色透明的混合气体中没有有色气体,因此不存在Cl2和NO2,气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,因此气体中存在SO2,剩余气体排入空气中,很快变为红棕色,说明剩余气体中有NO,由于NO能与O2反应生成红棕色的NO2,因此原气体中不存在O2,则气体中肯定存在SO2和NO,一定不存在Cl2、NO2和O2。

8.(2020广东深圳高三第一次调研)铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是(　　)。

A.反应过程中,试管Ⅰ中出现的灰黑色固体是Cu2O

B.反应结束后,为观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水

C.若试管Ⅱ中盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色

D.为验证气体产物具有还原性,试管Ⅱ中可盛放溴水

答案:D

解析:Cu2O是红色固体,A项错误;不能直接向试管中加入适量水,浓硫酸剩余时加水放出大量的热可导致液滴飞溅,可取反应后的溶液加入烧杯中,然后加水溶解观察颜色,B项错误;铜与浓硫酸在加热的条件下生成了二氧化硫,二氧化硫与水反应会生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,但不能使其褪色,C项错误;实验中产生的二氧化硫气体通入溴水中,二氧化硫与溴单质和水发生氧化还原反应使溴水褪色,二氧化硫体现还原性,D项正确。

9.Na2S2O5是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5,其流程如下:

下列说法正确的是(　　)。

A.上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物

B.Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时,均表现还原性

C.上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换

D.实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗

答案:C

解析:饱和碳酸钠溶液中通入二氧化硫,使溶液pH变为4.1,说明溶液显酸性,Na2CO3溶液显碱性,Na2SO3溶液显碱性,NaHCO3溶液显碱性,而NaHSO3溶液显酸性,说明反应产生了NaHSO3,同时放出二氧化碳,Ⅰ中的溶液应为NaHSO3溶液;再加入Na2CO3固体,将NaHSO3转化为Na2SO3,再次充入SO2,将Na2SO3转化为NaHSO3,得到过饱和的NaHSO3溶液,由NaHSO3过饱和溶液结晶脱水制得Na2S2O5,发生2NaHSO3Na2S2O5+H2O,据此分析解答。题述制备过程所涉及的物质中有两种酸性氧化物——二氧化硫和二氧化碳,A项错误;SO2作漂白剂时,未发生氧化还原反应,没有表现还原性,B项错误;根据上述分析,流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换,否则得不到过饱和的NaHSO3溶液,C项正确;结晶脱水应该在坩埚中进行,D项错误。

10.(2020福建泉州质检)四氯化钛(TiCl4)极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与木炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法不正确的是              (　　)。

A.②中应盛装饱和食盐水

B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用

C.反应结束时,应先停止③处的加热,后停止①处的加热

D.该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置

答案:A

解析:已知四氯化钛极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,而制得的氯气中混有水蒸气,所以②中应盛装浓硫酸,A项错误;TiCl4的熔、沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,B项正确;反应结束时,应先停止③处加热,后停止①处加热,可以使制得的TiCl4在氯气氛围中冷却,防止空气进入装置中使TiCl4变质,C项正确;因四氯化钛极易水解,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,D项正确。

二、非选择题(本题共3个小题,共50分)

11.(16分)碳、硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。

(1)SiO2是玻璃的主要成分之一,保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 

(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:

①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。

②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表所示,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和　　　　。 

③SiHCl3极易水解,其完全水解的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱,用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验),实验操作步骤:

Ⅰ.打开弹簧夹1,关闭弹簧夹2,并打开活塞a,滴加盐酸。

Ⅱ.A中看到白色沉淀时,关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,关闭活塞a。

①B中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 

②通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是　　　　(填字母)。 

A.挥发性 B.还原性

C.氧化性 D.酸性

③C装置中的试剂X是　　　　(写化学式)。D中反应的化学方程式是　 　　　　　　　　。

④碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因:碳和硅　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O　(2)①SiO2+2CSi+2CO↑　②蒸馏　③SiHCl3+4H2OH4SiO4↓+H2↑+3HCl↑(或SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+H2↑+3HCl↑)　(3)①CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O

②AD　③NaHCO3　Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3　④位于同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力减弱,非金属性减弱

解析:(1)玻璃中的二氧化硅与NaOH溶液反应。(2)石英砂的主要成分为二氧化硅,二氧化硅和碳在高温条件下反应生成硅和一氧化碳;由于SiHCl3与SiCl4、SiH2Cl2等的沸点相差较大,可以使用蒸馏的方法提纯。(3)①该实验是为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱,B中为盐酸与碳酸钙的反应,其离子方程式是CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O;②通过步骤Ⅰ是为了验证氯化氢是否具有挥发性(看A能够产生沉淀)和酸性(与盐反应),所以通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是挥发性和酸性;③因为盐酸具有挥发性,所以C装置的作用是将HCl气体除去,可以使用的试剂为饱和NaHCO3溶液;为了验证碳的非金属性强于硅,步骤Ⅱ为A中看到白色沉淀时,关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,当D中出现白色胶状沉淀后,关闭活塞a,D中反应的化学方程式是Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3;④由于碳和硅位于同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,得电子的能力减弱,非金属性减弱,所以碳、硅的非金属性逐渐减弱。

12.(16分)海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:

(1)将NaCl溶液进行电解,在电解槽的阴极区获得的产品有　　　　　　　　(填化学式)。 

(2)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)某化学小组的学生为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,设计了如下实验装置:

①图中仪器B的名称是　　　　,冷却水的出口为　　　　(填“甲”或“乙”)。 

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是　　　　　　　　　　　　　。

③C中液体的颜色为　　　　　　　　　。 

④D装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)H2、NaOH　(2)提高溴的富集程度　(3)①冷凝管　甲　②Br2腐蚀橡胶　③深棕红色或红棕色　④吸收尾气

解析:(1)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,根据电解原理,阴极上应是H+放电,即2H2O+2e-H2↑+2OH-,阴极区产生的物质是H2、NaOH。(2)步骤Ⅰ中得到的是低浓度的溴溶液,步骤Ⅱ为了富集溴。(3)①仪器B为冷凝管,冷却水流动的方向与气体流向相反以提高气体的冷却效果,因此进水口为乙,出水口为甲。②溴具有腐蚀性,能腐蚀橡胶塞和橡胶管。③C装置的作用是收集液溴,液溴呈现红棕色或深棕红色。④溴有毒,需要进行尾气处理,装置D的作用是吸收多余的溴。

13.(18分)某课外活动小组设计了以下实验测定Cu-Ag合金与浓硝酸的反应。实验装置如下图所示:

请回答下列问题:

(1)F仪器的名称是　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验室用NH4Cl固体与饱和NaNO2溶液在加热条件下制备N2,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　; 

装置A中盛放的是酸性高锰酸钾溶液,作用是 　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)进行实验。检查装置气密性后,在装置中添加相应的试剂,然后 　　　　　　　　　　　　(填操作步骤),再将浓硝酸缓慢滴加到三颈烧瓶中。 

(4)测定硝酸的物质的量。反应结束后,从装置D中所得500 mL溶液中每次取出25.00 mL溶液,加入2滴指示剂,用0.05 mol·L-1的NaOH溶液滴定,三次滴定所读数据如下表:

装置D中生成的硝酸为　　　　mol,则Cu-Ag合金与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为　　　　 mL。 

(5)测定NO的体积。在测定NO的体积时,若E中量气管中水的液面比干燥管中的液面高,直接读数会使测定的气体体积　　　　(填“偏大”或“偏小”),此时应将量气管的位置　　　　(填“下移”或“上移”),以保证量气管中的液面与干燥管中的液面持平。 

答案:(1)(直形)冷凝管　冷却回流,防止硝酸挥发出来

(2)NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O　除去N2中含有的还原性物质

(3)打开K1和K2,关闭K3,向装置中通入N2,排尽装置中的空气

(4)0.02　672

(5)偏小　下移

解析:(1)F仪器的名称是(直形)冷凝管,作用是冷却回流,防止硝酸挥发出来。

(2)实验室用NH4Cl固体与饱和NaNO2溶液在加热条件下制备N2,同时生成氯化钠和水,该反应的化学方程式为NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O;装置A中盛放的是酸性高锰酸钾溶液,作用是除去N2中含有的还原性物质。

(3)检查装置气密性后,在装置中添加相应的试剂,然后打开K1和K2,关闭K3,向装置中通入N2,排尽装置中的空气,再将浓硝酸缓慢滴加到三颈烧瓶中。

(4)三次滴定消耗氢氧化钠溶液的体积分别为19.99mL、22.01mL、20.01mL,第二次误差较大,应舍去,则平均消耗氢氧化钠溶液的体积为20.00mL,则装置D中生成的硝酸的物质的量浓度为=0.04mol·L-1,物质的量为0.04mol·L-1×0.5L=0.02mol;根据反应3NO2+H2O2HNO3+NO,n(NO2)=n(HNO3)=×0.02mol=0.03mol,V(NO2)=0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L=672mL。

(5)在测定NO的体积时,若E中量气管中水的液面比干燥管中的液面高,直接读数会使测定的气体体积偏小,此时应将量气管的位置下移,以保证量气管中的液面与干燥管中的液面持平。