2020高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物第3节检测(含解析)

非金属及其化合物

一、选择题

1．(2018·上海静安区二模)下列关于C、N、S等非金属元素及其化合物的说法错误的是(　　)

A．它们都能以游离态存在于自然界中

B．二氧化硫、氮氧化物的任意排放会形成酸雨

C．浓硫酸可干燥CO2、SO2、H2S 等气体，但不能干燥NH3

D．加热条件下，碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应

【答案】C

【解析】A项，它们都能以游离态存在于自然界中，如木炭、氮气、硫磺，正确；B项，二氧化硫、氮氧化物的任意排放会形成酸雨，正确；C项，浓硫酸能将H2S氧化，不能用于干燥H2S ，浓硫酸能与碱性气体反应而不能干燥NH3，错误；D项，加热条件下，碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应，被氧化生成二氧化碳、二氧化硫，正确。

2．(2017·福建泉州3月质检)探究浓硫酸和铜的反应，下列装置或操作正确的是(　　)

甲 乙

 丙 丁

A．用装置甲进行铜和浓硫酸的反应

B．用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气

C．用装置丙稀释反应后的混合液

D．用装置丁测定余酸的浓度

【答案】C

【解析】铜和浓硫酸反应需要加热，A项错误；二氧化硫的密度比空气的大，收集时导管应该“长进短出”，B项错误；反应后的混合液中含有浓硫酸，稀释时应将混合液倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C项正确；氢氧化钠溶液应盛装在碱式滴定管中，D项错误。

3．下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是(　　)

A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)

B．在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)

C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)

D．浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)

【答案】B

【解析】A项，浓硫酸质量增大，是因为吸收了空气中的水分，体现了浓硫酸的吸水性，错误；B项，Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸既表现酸性，又表现强氧化性，正确；C项，浓硫酸使蔗糖脱水炭化，表现了脱水性，错误；D项，浓硫酸干燥气体，体现了浓硫酸的吸水性，错误。

4．下列推断合理的是(　　)

A．某无色溶液中加入Ba(NO3)2溶液，再加入盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO

B．单质氧化物酸或碱盐，能按照上述转化关系直接转化的可以是硫元素

C．浓硫酸有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应

D．向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，该溶液中一定含有SO

【答案】B

【解析】若溶液中有SO也会出现此现象，A项错误；浓硫酸有强氧化性，和Cu加热才可发生剧烈反应，C项错误；也可能含有Ag＋，生成AgCl沉淀，D项错误。

5．在探究SO2的性质实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)

A．向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，产生的白色沉淀是BaSO3

B．向溴水中通入SO2，溶液褪色，说明＋4价硫具有还原性

C．将过量的SO2通入石蕊试液中，溶液由紫色变为红色，说明SO2不能漂白石蕊试液

D．向SO2水溶液中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明H2SO3酸性强于H2CO3

【答案】A

【解析】向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，酸性条件下，SO2被NO氧化为硫酸根，产生的白色沉淀是BaSO4，A项错误；向溴水中通入SO2，溶液褪色，发生的反应为SO2＋Br2＋2H2O===2Br－＋4H＋＋SO，SO2作还原剂，说明＋4价硫具有还原性，B项正确；将过量的SO2通入石蕊试液中，溶液由紫色变为红色，说明SO2不能漂白石蕊试液，C项正确；向SO2水溶液中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明H2SO3酸性强于H2CO3，D项正确。

6．关于相同物质的量浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液，下列说法正确的是(　　)

A．滴加酚酞后溶液均变红

B．滴加饱和澄清石灰水均产生白色沉淀

C．滴加氯水均产生能使澄清石灰水变浑浊的气体

D．所含阳离子的总浓度相等

【答案】B

【解析】NaHSO3溶液中HSO电离程度大于其水解程度，溶液呈酸性，所以NaHSO3滴加酚酞后溶液不变红，故A项错误；NaHCO3溶液与氢氧化钙反应生成碳酸钙，NaHSO3溶液与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀，均产生白色沉淀，故B项正确；NaHSO3溶液滴加氯水发生氧化还原反应生成硫酸钠，而无气体产生，故C项错误；阳离子为钠离子与氢离子，相同物质的量浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液，所含钠离子总数相等，而亚硫酸氢钠中HSO电离程度大于其水解程度，碳酸氢钠中HCO水解程度大于其电离程度，所以亚硫酸氢钠氢离子总数大，所以两者所含阳离子的总浓度不相等，故D项错误。

7．(2018·贵州贵阳中学检测)实验室中一瓶固体M的标签右半部分已被腐蚀，剩余部分只看到“Na2S”字样(如图所示)。已知固体M只可能是Na2S、Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4中的一种。若取少量固体M配成稀溶液进行有关实验，下列说法不正确的是(　　)

A．只用盐酸一种试剂就可以确定该固体M的成分

B．往溶液中通入二氧化碳，若有白色沉淀生成，则固体M为Na2SiO3

C．常温时用pH试纸检验，若pH＝7，则固体M一定是Na2SO4

D．往溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则固体M为Na2SO4

【答案】D

【解析】盐酸与Na2S反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S，盐酸与Na2SO3反应生成有刺激性气味的SO2气体，盐酸与Na2SiO3反应生成白色沉淀H2SiO3，盐酸与Na2SO4不反应，A项正确；往溶液中通入CO2，由于Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，且CO2与另外三种物质均不反应，B项正确；Na2S、Na2SO3、Na2SiO3都属于强碱弱酸盐，其水溶液均呈碱性，Na2SO4为强碱强酸盐，水溶液呈中性，C项正确；加入硝酸酸化的BaCl2溶液，硝酸能把Na2SO3氧化为Na2SO4，Na2SO4与BaCl2反应得到白色沉淀，固体M也可能是Na2SO3，D项错误。

8．下列变化的实质相似的是(　　)

①浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小

②二氧化硫和氯气均能使品红溶液褪色

③二氧化硫能使品红溶液、溴水褪色

④氨气和碘化氢气体均不能用浓硫酸干燥

⑤常温下浓硫酸用铁的容器存放，加热条件下浓硫酸能与木炭反应

⑥浓硫酸能在白纸上写字，氢氟酸能在玻璃上刻字

A．只有②③④　 B．只有⑤

C．只有③④⑥　 D．全部

【答案】B

【解析】浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小，前者是因为浓硫酸的吸水性，后者是因为浓盐酸的挥发性，变化的实质不同，故①不选；二氧化硫的漂白作用是因为发生化合反应，具有不稳定性，HClO的漂白作用是因为发生氧化反应，漂白效果稳定，变化的实质不同，故②不选；二氧化硫使品红溶液褪色是发生了化合反应，而使溴水褪色发生了氧化还原反应SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，变化的实质不同，故③不选；④中，氨气是碱性气体与浓硫酸发生化合反应生成硫酸铵，HI与浓硫酸发生了氧化还原反应：H2SO4＋2HI===I2＋SO2↑＋2H2O，变化的实质不同，故不选；⑤中，两者都体现了浓硫酸的强氧化性，变化的实质相同，故选；⑥中，前者是浓硫酸的脱水性，后者是氢氟酸的腐蚀性：4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O，变化的实质不同，故不选。

9．(2019·山东临沂模拟)下列各组物质在一定条件下反应产生相同物质的量的气体时，消耗酸的物质的量最少的是(　　)

A．碳与浓硫酸　 B．铜与稀硝酸

C．二氧化锰与浓盐酸 　 D．铁与稀硫酸

【答案】A

【解析】根据反应的化学方程式可知，若产生1 mol气体时，A项需mol浓H2SO4，B项需4 mol稀HNO3，C项需4 mol浓HCl，D项需1 mol稀H2SO4。

10．(2018·山西太原联考)已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　)

A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性

B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应

C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，最后有白色沉淀产生

D．工业上，B转化为D的反应条件为加热、使用催化剂

【答案】D

【解析】X为常见酸，其浓溶液能使蔗糖变黑，说明X为H2SO4，D和水反应生成H2SO4，则D为SO3，B为SO2。浓硫酸使蔗糖变黑，体现了浓硫酸的脱水性，A项错误；在常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，铁表面生成一层致密氧化物薄膜，阻碍反应的进行，B项错误；若A为碳单质，则发生反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，框图中的物质C为CO2，CO2与少量澄清石灰水反应生成Ca(HCO3)2，没有沉淀产生，C项错误；SO2→SO3需要催化剂和加热才能实现，D项正确。

二、非选择题

11．(2018·广东执信中学期中)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

采用下图装置(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)设计实验证明NaHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度________________________________________________________________________。

(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是

________________________________________________________________________。

【答案】(1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O)　(2)过滤　(3)d　(4)测定NaHSO3溶液pH，若pH＜7，则HSO的电离程度大于水解程度　(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

12．含硫化合物的种类很多，现有SO2、Na2SO3、H2SO4、CuSO44种常见的含硫化合物。回答下列问题：

(1)为进一步减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式：_____________________________________。

(2)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应：

□Na2SO3＋□KIO3＋□H2SO4===□Na2SO4＋□K2SO4＋□I2＋□H2O

①配平上面的氧化还原反应方程式；

②若反应中有5 mol电子转移，则生成的碘单质是________mol。

(3)向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成。此沉淀是______(填序号)。

A．BaSO4　　 B．FeS　　

C．BaSO3　 D．S

(4)常温下，将铁棒置于浓硫酸中，课本上解释发生了钝化，但有人认为未发生反应。为验证此过程，某同学经过思考，设计了如下实验：将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中，若铁棒表面____________________，则表明发生了钝化。

【答案】(1)2CO＋SO2S↓＋2CO2　(2)①5　2　1　5　1　1　1　②0.5　(3)A　(4)无明显现象

【解析】(1)CO还原SO2，C被氧化，化合价由＋2价→＋4价，升高了2价，S被还原，化合价由＋4价→0，降低了4价，最小公倍数为4，再依据原子守恒配平。(2)①Na2SO3中S由＋4价→＋6价，升高了2价，KIO3中I由＋5价→0，降低了5价，最小公倍数为10，然后依据原子守恒得5Na2SO3＋2KIO3＋H2SO4===5Na2SO4＋K2SO4＋I2＋H2O；②依据①生成1 mol I2，共转移10 mol电子，因此转移5 mol电子，生成0.5 mol I2。

(3)Fe3＋具有强氧化性，SO2具有还原性，两者发生反应生成Fe2＋、SO，Ba2＋＋SO===BaSO4↓，因此沉淀是硫酸钡，故A项正确。

(4)钝化利用了浓硫酸的强氧化性，在铁表面产生一层致密的氧化物薄膜阻碍反应的进行，氧化膜是铁的氧化物，不与硫酸铜反应，因此铁棒表面若明显变化，则发生了钝化，若没有发生钝化，会发生反应Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，有红色物质附着在铁棒表面。

13．某实验小组的同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下实验，实验装置如图所示。

13．实验步骤：①先连接好装置，检查气密性，再加入试剂；②加热A试管，B中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；③将铜丝向上抽动离开液面。

(1)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是______________________。

(2)实验完毕后，先熄灭酒精灯，由于导管E的存在，B中的液体不会倒吸入A中，其原因是______________________________________________________________________。

(3)实验完毕后，装置中残留气体有毒，不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是_________________________________________。

(4)将SO2气体通入含有n mol Na2S的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收SO2气体________mol(不考虑溶解的SO2)。

【答案】(1)B试管中的品红溶液褪色

(2)当A试管中气体压强减小时，空气从E导管进入A试管中，维持A试管中压强平衡

(3)从E导管口向A试管中缓缓地鼓入足量的空气，将残留的SO2气体赶入NaOH溶液中，使之被完全吸收　(4)2.5n

【解析】由于A试管中有空气，加热时气体逸出，在B、C中产生气泡，要证明铜与浓硫酸反应产生气体，只能由B中出现品红溶液褪色的现象来说明。A试管中E导管的作用体现在A中气压减小时，空气被吸入，E导管能防止B、C装置内液体的倒吸，同时在反应完成后可以从E导管中鼓入空气将SO2赶入NaOH溶液中，防止污染环境。(4)Na2S溶液吸收SO2最多时，所得溶液的溶质为NaHSO3，利用反应方程式2Na2S＋5SO2＋2H2O===4NaHSO3＋3S↓可以得出n mol Na2S最多能吸收2.5n mol SO2。

14．Na2SO3应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分是Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低，优势明显，其流程如下。

(1)向大气中排放SO2会导致的环境问题是______________________________。

(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是______________________________________。

(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是_________________________________。

资料显示：

Ⅰ.Na2SO3在33 ℃时溶解度最大，将其饱和溶液加热至33 ℃以上时，由于溶解度降低会析出无水Na2SO3，冷却至33 ℃以下时析出Na2SO3·7H2O。

Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化，Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。

(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度，从而提高结晶产率，中和器中加入的NaOH是过量的。

①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因：

________________________________________________。

②结晶时应选择的最佳操作是________________(填序号)。

a．95～100 ℃加热蒸发，直至蒸干

b．维持95～100 ℃蒸发浓缩至有大量晶体析出

c．95～100 ℃加热浓缩，冷却至室温结晶

(5)为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4，需选用的试剂是________、__________。

(6)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量：室温下将0.126 0 g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂，再用酸性KIO3标准溶液(x mol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色，消耗KIO3标准溶液体积为y mL。

①滴定终点前反应的离子方程式：____IO＋____SO===________＋________。

②成品中Na2SO3的质量分数是________。

【答案】(1)酸雨

(2)2CO＋SO2＋H2O===2HCO＋SO

(3)NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O

(4)①Na2SO3存在溶解平衡：Na2SO3(s)===2Na＋(aq)＋SO(aq)，NaOH过量使c(Na＋)增大，上述平衡逆向移动　②b　(5)稀盐酸　BaCl2溶液

(6)①1　3　3SO　I－　②3xy×100%

【解析】(2)由图可知，初期反应(图中A点以前)碳酸钠与二氧化硫反应生成碳酸氢钠与亚硫酸钠。(3)随着二氧化硫通入量增大，后期生成物中主要是亚硫酸氢钠，中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为亚硫酸钠，同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠。(4)①Na2SO3存在溶解平衡：Na2SO3(s)2Na＋(aq)＋SO(aq)，NaOH过量使溶液中c(Na＋)增大，上述平衡逆向移动，抑制Na2SO3溶解。②加热蒸干易导致蒸发皿破裂，a项错误；维持95～100 ℃蒸发浓缩至有大量晶体析出，再利用余热蒸干，b项正确；温度低于33 ℃时会析出杂质Na2SO3·7H2O，c项错误。(5)用盐酸除去亚硫酸钠，再用氯化钡溶液检验硫酸根离子。

(6)①IO与SO发生氧化还原反应得到SO与I－，利用得失电子守恒配平后离子方程式为IO＋3SO===3SO＋I－。②消耗KIO3的物质的量为y×10－3L×x mol/L＝xy×10－3 mol，由上述离子方程式可知n(Na2SO3)＝3n(KIO3)＝3xy×10－3 mol，则成品中Na2SO3的质量分数为×100%＝3xy×100%。