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单元检测四 非金属及其化合物
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这是一份单元检测四 非金属及其化合物，共13页。试卷主要包含了本试卷共4页，下列实验操作能达到实验目的的是，下列表述中正确的是，下列对事实的解释正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷共4页。
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2020·福建龙岩期中)下列说法错误的是( )
A．《元丰行示德逢》里“雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋”涉及化学反应N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO
B．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能
C．二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强酸强碱都会“断路”
D．纳米铁粉可以高效地去除污水中的重金属离子是因为其具有较强的还原性
答案 C
2．下列有关硅及其化合物性质和用途的说法正确的是( )
A．单晶硅是电子工业中重要的半导体材料，也能用于制作太阳能电池
B．二氧化硅制成的玻璃纤维，因导电能力强而用于制造通讯光缆
C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应生成二氧化碳，故硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅不溶于水，所以硅酸不是二氧化硅对应的水化物
答案 A
解析 通讯光缆是利用二氧化硅对光的全反射现象，选项B错误；高温下，二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，因为有高温条件，所以不能据此判断硅酸和碳酸的相对酸性强弱，选项C错误；含氧酸的分子中，氢、氧原子以水分子的组成比失去后，形成的氧化物叫做该酸的酸酐，所以硅酸(H2SiO3)的酸酐是二氧化硅(SiO2)，选项D错误。
3．如图是M元素高中常见物质的价类二维图。其中A到D、D到E的转化都可以加同一种物质实现，且E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。下列说法正确的是( )
A．汽油燃料中主要含有M元素，所以汽车尾气中通常含有大量D而导致环境问题
B．检验I中阳离子的方法：向其样品中加强碱，产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C．物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
D．物质B可用作火箭燃料，其电子式为
答案 C
解析 汽油不含M元素，燃烧时吸入的空气中含有氮气，在放电条件下生成NO，导致环境污染，A错误；I为铵盐，加强碱，产生的气体氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，B错误；物质F为硝酸，浓硝酸与铁发生钝化，可以用铁制容器盛放，C正确；物质B为联氨(H2N—NH2)可用作火箭燃料，其电子式为，D错误。
4．下列实验操作能达到实验目的的是( )
A．将一氧化氮和二氧化氮的混合气体通过氢氧化钠溶液进行分离
B．只用Na2CO3溶液来鉴别CaCl2溶液、AlCl3溶液和稀硫酸
C．为检验某品牌食盐中是否加碘，将样品溶解后滴加淀粉溶液
D．向某溶液中滴加少量稀硝酸，产生白色沉淀，证明其中含有SiOeq \\al(2－,3)
答案 B
解析 一氧化氮和二氧化氮的混合气体能溶于氢氧化钠溶液生成硝酸钠和亚硝酸钠，不能达到实验目的，故A错误；碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀、氯化铝和碳酸钠反应生成二氧化碳气体和白色沉淀，碳酸钠和稀硫酸反应生成气体，现象不同可以鉴别，故B正确；食盐中加入的碘是碘酸钾，不是碘单质，故C错误；能和稀硝酸生成白色沉淀的离子不一定是SiOeq \\al(2－,3)，也可能是偏铝酸根离子，故D错误。
5．氯系氧化剂、消毒剂在生产、生活中有广泛应用。其消毒能力可以用“有效氯”表示，有效氯定义为单位质量的消毒剂得电子能力与多少克氯气相当。下列消毒剂(或氧化剂)的有效氯最高的是( )
A．NaClO B．Ca(ClO)2
C．NaClO2 D．ClO2
答案 D
解析 A项，74.5 g NaClO作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为2 ml；B项，143 g Ca(ClO)2作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为4 ml；C项，90.5 g NaClO2作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为4 ml；D项，67.5 g ClO2作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为5 ml。
6．空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法，流程如下，下列说法不正确的是( )
A．步骤①中发生的主要反应为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
B．步骤②③的目的是富集溴元素
C．物质X 为HBrO
D．空气吹出法用到了溴易挥发的性质
答案 C
解析 步骤①中发生的主要反应是氯气和溴离子反应生成溴单质，故A正确；用二氧化硫还原后再用氯气氧化的目的是富集溴元素，故B正确；分析可知X为HBr，故C错误；热空气吹出溴单质是利用了溴单质易挥发的性质，故D正确。
7．(2020·厦门湖滨中学调研)下列有关无机非金属材料的说法中，不正确的是( )
A．高纯硅可用于制造半导体材料
B．SiO2 制成玻璃纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆
C．玻璃、水泥、陶瓷均含有硅酸盐
D．Si3N4是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机
答案 B
解析 硅属于半导体材料，通常高纯硅用于制造半导体材料，故A正确；SiO2用于制造光导纤维，利用了光的全反射现象，故B错误；玻璃、水泥、陶瓷均含有硅酸盐，是传统的三大硅酸盐产品，故C正确；Si3N4是一种新型无机非金属材料，硬度大，耐磨耐高温，常用于制造发动机，故D正确。
8．二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体，沸点为11 ℃，某小组在实验室中制备ClO2所用装置如图：
[已知：SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4]。
下列说法正确的是( )
A．装置C中装的是饱和食盐水，a流出气体为SO2
B．装置D放冰水的目的是液化二氧化氯防止污染环境
C．连接装置时，导管口a可接h或g，导管口c接e
D．可以选用装置A利用3 ml·L－1盐酸与MnO2反应制备氯气
答案 C
解析 装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染环境，应选择NaOH溶液，故A错误；装置D的作用为冷凝并收集ClO2，故B错误；二氧化硫从a进入装置B中反应，为防止倒吸，应在进入装置B之前装有安全瓶，则a→g→h，为反应充分，再连接b，二氧化氯沸点较低，为充分冷却，便于收集，故连接e，在D中冰水浴收集，最后用氢氧化钠吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，连接顺序为a→g→h(或h→g)→b→c→e→f→d，故C正确；实验室制氯气需要选择浓盐酸和二氧化锰混合加热，3 ml·L－1盐酸无法在加热条件下与MnO2反应生成Cl2，故D错误。
9．(2020·通化梅河口第五中学检测)下列表述中正确的是( )
①提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料
④光导纤维作通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③ B．②④
C．①③⑤ D．③④⑤
答案 C
解析 水泥是传统的无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，故①正确；玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②错误；氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷的成分是无机化合物，属于新型无机非金属材料，故③正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，二氧化硅性质稳定，耐腐蚀，故④错误；硅是良好的半导体，太阳能电池的主要成分是硅单质，太阳能是清洁能源，故⑤正确。
10．(2020·陕西大荔中学调研)下列对事实的解释正确的是( )
答案 D
解析 常温下，铝在浓硫酸中发生钝化现象，在铝的表面形成致密的氧化膜，阻止反应的进一步发生，体现了浓硫酸的强氧化性，因此可以用铝罐槽车运输浓硫酸，故A错误；氯气没有漂白性，具有漂白性的是氯气与水反应生成的次氯酸，所以新制的氯水中加入红色布条褪色，故B错误；浓硫酸具有吸水性，能吸收五水硫酸铜中的结晶水而使五水硫酸铜变为无水硫酸铜，固体由蓝色变为白色，该变化为化学变化，故C错误；氢氟酸能够在玻璃器皿上刻蚀标记，是由于HF与玻璃的主要成分SiO2发生反应，产生了SiF4气体和水，故D正确。
11．空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，我国科学家用下列实验研究其成因：反应室底部盛有不同吸收液。将SO2和NO2按一定比例混合，以N2或空气为载气通入反应室，相同时间后，检测吸收液中SOeq \\al(2－,4)的含量，数据如下表所示。下列说法正确的是( )
A.实验表明：酸性环境下，更有利于硫酸盐的形成
B．反应室①中可能发生反应：SO2＋2NO2＋2H2O===H2SO4＋2HNO2
C．本研究表明：硫酸盐的形成主要与空气中的O2有关
D．燃煤产生的气体盲目排放只会引起酸雨而不会加剧雾霾形成
答案 B
解析 依据实验可知空气中如果含有氨气更有利于硫酸盐的形成，氨气是碱性气体，故A错误；依据题意可知二氧化硫、氮的氧化物、水发生反应生成亚硝酸和硫酸，所以反应室①中可能发生反应：SO2＋2NO2＋2H2O===H2SO4＋2HNO2，故B正确；依据数据b≈d>a≈c可知，硫酸盐的形成与氨有关，故C错误；燃煤产生的SO2和氮氧化物会引起酸雨，空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，故D错误。
12．(2020·浙江7月选考，24)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( )
A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO2反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2
答案 D
解析 Ca3SiO5可看作CaSiO3·2CaO，它与NH4Cl固体混合加热，反应生成CaSiO3、CaCl2、NH3和H2O，A正确；Ca3SiO5能够吸水，故需要密封保存，B正确；由于H2SO3的酸性强于H2SiO3，Ca3SiO5与SO2反应可生成CaSO3，C正确；Ca3SiO5与足量盐酸作用，析出H2SiO3沉淀，故所得固体产物主要是H2SiO3，D错误。
13．(2021·合肥高三模拟)三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。
已知：i.实验室制备BCl3的化学方程式为B2O3＋3C＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2BCl3＋3CO；
ii.BCl3的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃，遇水水解生成H3BO3和HCl。下列说法不正确的是( )
A．实验装置合理的连接顺序为①⑥④②⑦⑤③
B．装置④中发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
C．装置⑥的作用是冷凝并收集BCl3
D．验证有CO生成的现象是装置⑦中CuO由黑色变成红色，且装置⑤中澄清石灰水变浑浊
答案 A
解析 用Cl2与B2O3、C反应生成BCl3和CO，三氯化硼的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷凝；检验CO之前，为防止未反应的Cl2、可能存在的CO2对CO的检验造成干扰，要先将气体通入NaOH溶液中；为防止氢氧化钠溶液中水蒸气进入BCl3收集装置而使BCl3水解，在NaOH溶液之前需装有干燥装置；气体通过NaOH溶液后又带上水蒸气，再次干燥后将气体通入灼热的氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水；若灼热的氧化铜变红且澄清石灰水变浑浊，可证明原反应中有一氧化碳生成；未反应的CO有毒，不能排放到空气中，要用排水法收集后进行处理，据此分析解答。由分析可知，实验装置合理的连接顺序为①⑥②④②⑦⑤③，A错误；气体通入装置④后，未反应的Cl2被NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，B正确；结合分析可知，装置⑥的作用是冷凝并收集BCl3，C正确；若装置①中反应有CO生成，⑦中CuO将由黑色变成红色，装置⑤中澄清石灰水将变浑浊，D正确。
14．锌钡白是BaSO4和ZnS的混合物，ZnS难溶于水，某化工厂用重晶石为原料制备锌钡白，生产过程中会产生大量废气(主要成分为CO2、CO及少量SO2和硫蒸气等)，为防止污染空气并提高原料利用率，生产中采用下述工艺流程：
下列叙述错误的是( )
A．重晶石和钡餐的化学成分相同
B．Y气体的循环使用可以防止污染空气并能提高原料利用率
C．Z(aq)中的阴离子是OH－和COeq \\al(2－,3)
D．高温煅烧过程中焦炭的作用是为反应提供热量和作还原剂
答案 C
解析 重晶石和钡餐的主要化学成分均为硫酸钡，故A正确；Y(CO)气体的循环使用可以防止污染空气并能提高原料利用率，故B正确；Z(aq)中的阴离子是OH－、COeq \\al(2－,3)和SOeq \\al(2－,3)，故C错误；焦炭的作用是燃烧生成CO，为反应提供热量和作还原剂，故D正确。
15．(2020·长沙质检)氮元素是空气中含量最多的元素，在自然界中分布十分广泛，在生物体内亦有极大作用。含氮元素的物质的循环转化关系如图。下列说法正确的是( )
A．过程b、j、c属于“氮的固定”
B．过程a、l、f为非氧化还原反应
C．过程j可能为汽车尾气的处理过程
D．过程h说明NO2为酸性氧化物
答案 C
解析 氮的固定是指由游离态氮转化为化合态氮，图中属于“氮的固定”的是k和c，A错误；非氧化还原反应中元素化合价不变，表示循环中发生非氧化还原反应的过程有a和l，B错误；在汽车尾气中含有NO，在催化剂存在下NO与CO反应产生N2和CO2，故过程j可能为汽车尾气的处理过程，C正确；若反应h在NO2与H2O的作用下实现，则反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2与水反应除产生HNO3，还有NO生成，N元素化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，D错误。
16．A、B、C、X均为中学化学常见物质，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)，下列相关叙述错误的是( )
eq \x( A )eq \(――→,\s\up7(X),\s\d5(反应①))eq \x( B )eq \(――→,\s\up7(X),\s\d5(反应②))eq \x( C )
A．若X是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则A可以是C、Na、S、N2
B．若X是黄绿色气体单质，则A可以是Fe，且B的水溶液中滴加铁氰化钾溶液会产生特征蓝色沉淀
C．若X是一种温室气体，单质A被誉为国防金属，则反应①的化学方程式为2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C
D．若X为一种混合物，其中一种溶质常作制冷剂，A能使品红褪色，加热后又恢复原色，则反应①的离子方程式为SO2＋NH3·H2O===NHeq \\al(＋,4)＋HSOeq \\al(－,3)
答案 B
解析 若X是空气中存在的强氧化性无色气体单质，X是氧气，则A可以是C、Na、S、N2，A正确；若X是黄绿色气体单质，X是氯气，氯气与铁反应生成氯化铁，氯化铁与氯气不反应，B错误；若X是一种温室气体，单质A被誉为国防金属，X是二氧化碳，A是镁，则反应①的化学方程式为2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C，C正确；若X为一种混合物，其中一种溶质常作制冷剂，A能使品红褪色，加热后又恢复原色，A是二氧化硫，X是氨水，则反应①的离子方程式为SO2＋NH3·H2O===NHeq \\al(＋,4)＋HSOeq \\al(－,3)，D正确。
二、非选择题：本题共4小题，共52分。
17．(10分)(2020·重庆市第二十九中高三检测)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式：____________________。
(2)煤燃烧时排放的烟气含有SO2和NOx，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有SO2和NO的烟气通入盛有NaClO2溶液的反应器中，反应一段时间后，测得溶液中离子浓度的有关数据如下表所示(其他极微量离子忽略不计)：
①NO和NaClO2溶液反应的离子方程式是________________________________________。
②表中y＝________。
(3)工业生产硝酸也有可能产生NOx污染。请写出硝酸生产中的第一步：氨的催化氧化的化学方程式为_______________________________________________________________________。
若用氮气制氨的产率为90%，用氨生产硝酸时氨的催化氧化和氮氧化物转化为硝酸的损耗依次为5%、5%，则1 000 ml氮气可制得________(计算结果保留整数)ml硝酸。
答案 (1)2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2 (2)①4NO＋3ClOeq \\al(－,2)＋2H2O===4NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋4H＋ ②5.8×10－4 (3)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(Pt),\s\d5(△))4NO＋6H2O 1 625
解析 (1)在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质，根据原子守恒可知应该是氮气和二氧化碳，则该反应的化学方程式为2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2。(2)①根据表中数据可知反应后有氯离子和硝酸根生成，这说明NaClO2是氧化剂，NO是还原剂，因此NO和NaClO2溶液反应的离子方程式是4NO＋3ClOeq \\al(－,2)＋2H2O===4NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋4H＋。②忽略氢氧根离子浓度，根据电荷守恒可知y＝5.5×10－3＋2.8×10－4－3.5×
10－3－2×8.5×10－4＝5.8×10－4。(3)硝酸生产中的第一步是氨的催化氧化，反应的化学方程式为4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(Pt),\s\d5(△))4NO＋6H2O。若用氮气制氨的产率为90%，用氨生产硝酸时氨的催化氧化和氮氧化物转化为硝酸的损耗依次为5%、5%，则根据氮原子守恒可知1 000 ml氮气可制硝酸为1 000 ml×2×(1－5%)×(1－5%)×90%≈1 625 ml。
18．(14分)(2020·贵州省思南中学高三期中)二氯化二硫(S2Cl2)可作硫化剂、氯化剂。常温下是一种黄红色液体，沸点137 ℃，在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。S2Cl2可通过硫与少量氯气在110～140 ℃反应制得，氯气过量则会生成SCl2。
(1)选用以下装置制取少量S2Cl2(加热及夹持装置略)：
①仪器m的名称为________。
②A中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
③B中玻璃纤维的作用是________________________________________________________。
④D中的最佳试剂是________(填字母)。
a．碱石灰 b．浓硫酸
c．NaOH溶液 d．无水氯化钙
(2)S2Cl2遇水剧烈水解，生成SO2、HCl和一种常见的固体。
①该固体是________。
②甲同学为了验证两种气体产物，将水解生成的气体依次通过硝酸银与稀硝酸的混合溶液、品红溶液、NaOH溶液，该方案________(填“可行”或“不可行”)，原因是_______________________________________________________________________________。
(3)乙同学按如下实验方案检验S2Cl2是否含有杂质：
①取1.25 g产品，在密闭容器中依次加入足量水、双氧水、Ba(NO3)2溶液，过滤；
②往①的滤液中加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥，称得固体质量为2.87 g。则产品中氯元素的质量分数为________，由此可知产品中________(填“含有”或“不含有”)SCl2杂质。
答案 (1)①(直形)冷凝管 ②MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ③增大硫与氯气的接触面积，加快反应速率 ④a (2)①S(或硫) ②不可行 SO2易被硝酸氧化生成SOeq \\al(2－,4)，既难于检验SO2，又干扰HCl的检验 (3)56.8% 含有
解析 (1)①由图示可知仪器m为直形冷凝管。②A中为浓盐酸和二氧化锰在加热时反应生成氯化锰、氯气和水，则其反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。③B中玻璃纤维可以增大硫与氯气的接触面积，加快反应速率。④D吸收空气中的水蒸气同时吸收未反应的氯气；碱石灰既可以吸收空气中的水蒸气又可以吸收未反应的氯气，故选a；浓硫酸虽然能吸收水蒸气，但不能吸收未反应的氯气，故不选b；NaOH溶液虽然能吸收未反应的氯气，但不能吸收空气中的水蒸气，故不选c；无水氯化钙虽能吸收空气中的水蒸气，但不能吸收未反应的氯气，故不选d。
(2)①由题意可知该反应为歧化反应，即2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋4HCl＋3S↓，所以生成的固体为硫(或S)。②稀硝酸能将二氧化硫氧化为硫酸根，硫酸根与银离子反应生成微溶于水的硫酸银，会影响氯离子的检验。(3)所得固体为AgCl，则氯元素的质量为eq \f(35.5,143.5)×2.87 g＝0.71 g，则样品中氯元素的质量分数为eq \f(0.71 g,1.25 g)×100%＝56.8%；又S2Cl2中氯元素的质量分数为eq \f(71,135)×100%≈52.59%，SCl2中氯元素的质量分数为eq \f(71,103)×100%≈68.93%，52.59%<56.8%<68.93%，故含有SCl2杂质。
19．(13分)Ⅰ.煤炭中的硫以FeS2的形式存在，在有水和空气及脱硫微生物存在的条件下发生氧化还原反应，有关反应的离子方程式依次为
①2FeS2＋7O2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(微生物))4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq \\al(2－,4)；
②__Fe2＋＋__O2＋__H＋eq \(=====,\s\up7(微生物))__Fe3＋＋__________；
③FeS2＋2Fe3＋eq \(=====,\s\up7(微生物))3Fe2＋＋2S；
④2S＋3O2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(微生物))4H＋＋2SOeq \\al(2－,4)。
已知：FeS2中的硫元素为－1价。
回答下列问题：
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律，将上述②的离子方程式配平并补充完整。
(2)反应③中的还原剂是________。
(3)观察上述反应，硫元素最终转化为________从煤炭中分离出来。
(4)硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应为3FeS2＋8O2eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋6SO2、4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2。若48 ml FeS2完全反应耗用氧气2 934.4 L(标准状况)，则反应产物中Fe3O4与Fe2O3的物质的量之比为________。
Ⅱ.高炉炼铁是冶炼铁的主要方法。
(5)高炉炼铁的尾气中通常含有较多的SO2气体。为减少污染，分离并回收气体，工业上用碱性工业废渣吸收SO2气体，脱硫效率、尾气中SO2的质量浓度和温度的关系如图所示。依据图中数据分析，脱硫合适的温度是________℃；选择合适的质量浓度，经测定40 min内共处理10 m3废气，则40 min内平均脱硫速率为________mg·min－1。
Ⅲ.(6)工业上用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜，副产品中也有SO2，冶炼铜的化学反应为8CuFeS2＋21O2eq \(=====,\s\up7(高温))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为＋2价，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。当生成0.8 ml铜时，该反应转移的电子数是________。
答案 (1)4 1 4 4 2H2O (2)FeS2
(3)硫酸盐 (4)2∶9 (5)30 725 (6)Cu、O 10NA
20．(15分)砷为第ⅤA族元素，金属冶炼过程中产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。
Ⅰ.冶炼废水中的砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)的形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：
已知：①As2S3与过量的S2－反应的化学方程式为As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsSeq \\al(3－,3)(aq)；
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为________。
(2)“一级沉砷”，工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷，生成物为难溶性的三硫化二砷，该反应的离子方程式为_________________________________________________。
“一级沉砷”中FeSO4的作用是__________________________________________________。
“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_______________________________。
(3)沉淀X为________(填化学式)。
Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测(As的最低检出限为3.0×10－6g)。
步骤1：取10 g废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加入H2SO4共热，生成AsH3气体。
步骤2：将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3。
步骤3：取1 g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成。
(4)AsH3的电子式为________________。
(5)步骤2的离子方程式为______________________________________________________。
(6)固体废弃物的排放标准中，砷元素不得高于4.0×10－5g·kg－1，请通过计算说明排放的废渣中砷元素的含量________(填“符合”或“不符合”)排放标准，原因是__________________。
答案 (1)＋3 (2)2H3AsO3＋3S2－＋6H＋===As2S3↓＋6H2O 沉淀过量的S2－，使As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsSeq \\al(3－,3)(aq)平衡左移，提高沉砷效率 H3AsO3＋H2O2===H3AsO4＋H2O (3)CaSO4
(4)
(5)12Ag＋＋2AsH3＋3H2O===12Ag↓＋As2O3＋12H＋ (6)不符合 因为该废渣砷最低含量为3.0×10－6g÷10 g×1 000 g·kg－1＝3.0×10－4g·kg－1，大于排放标准4.0×10－5g·kg－1
解析 (1)亚砷酸(H3AsO3)中氢元素＋1价，氧元素－2价，化合物化合价代数和为0，则砷元素的化合价为＋3。
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是除去过量的硫离子，使As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsSeq \\al(3－,3)(aq)平衡逆向移动，提高沉砷效率；“二级沉砷”中H2O2与含砷物质发生氧化还原反应，氧化亚砷酸为砷酸，反应的化学方程式为H3AsO3＋H2O2===H3AsO4＋H2O。
(3)根据流程分析可知，加入氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和砷酸反应生成砷酸钙沉淀，氢氧化钙和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀，所以沉淀X为CaSO4。
(4)AsH3和氨分子结构相同，为共价化合物，砷原子和三个氢原子形成三个As—H键，电子式为。
(5)将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3，离子方程式为12Ag＋＋2AsH3＋3H2O ===12Ag↓＋As2O3＋12H＋。(6)As的最低检出限为3.0×10－6g，取1 g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成，取10 g废渣样品最后生成银镜和As2O3。则10 g废渣含砷量最少为3.0×10－6g，则该废渣中砷元素的含量为3.0×10－6g÷10 g×1 000 g·kg－1＝3.0×10－4g·kg－1，大于排放标准4.0×10－5 g·kg－1，所以不符合排放标准。选项
事实
解释
A
用铝罐槽车运输浓硫酸
常温下，铝与浓硫酸不反应
B
新制的氯水中加入红色布条褪色
氯气有漂白性
C
浓硫酸滴到CuSO4·5H2O固体上，固体表面由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D
能用氢氟酸在玻璃器皿上写字
SiO2与HF发生了反应
反应室
载气
吸收液
SOeq \\al(2－,4)含量
数据分析
①
N2
蒸馏水
a
ⅰ.b≈d>a≈c
ⅱ.若起始不通入NO2，则最终检测不到SOeq \\al(2－,4)
②
3%氨水
b
③
空气
蒸馏水
c
④
3%氨水
d
离子
Na＋
SOeq \\al(2－,4)
NOeq \\al(－,3)
H＋
Cl－
浓度/ (ml·L－1)
5.5×10－3
8.5×10－4
y
2.8×10－4
3.5×10－3
1．本试卷共4页。
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2020·福建龙岩期中)下列说法错误的是( )
A．《元丰行示德逢》里“雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋”涉及化学反应N2＋O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO
B．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能
C．二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强酸强碱都会“断路”
D．纳米铁粉可以高效地去除污水中的重金属离子是因为其具有较强的还原性
答案 C
2．下列有关硅及其化合物性质和用途的说法正确的是( )
A．单晶硅是电子工业中重要的半导体材料，也能用于制作太阳能电池
B．二氧化硅制成的玻璃纤维，因导电能力强而用于制造通讯光缆
C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应生成二氧化碳，故硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅不溶于水，所以硅酸不是二氧化硅对应的水化物
答案 A
解析 通讯光缆是利用二氧化硅对光的全反射现象，选项B错误；高温下，二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，因为有高温条件，所以不能据此判断硅酸和碳酸的相对酸性强弱，选项C错误；含氧酸的分子中，氢、氧原子以水分子的组成比失去后，形成的氧化物叫做该酸的酸酐，所以硅酸(H2SiO3)的酸酐是二氧化硅(SiO2)，选项D错误。
3．如图是M元素高中常见物质的价类二维图。其中A到D、D到E的转化都可以加同一种物质实现，且E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。下列说法正确的是( )
A．汽油燃料中主要含有M元素，所以汽车尾气中通常含有大量D而导致环境问题
B．检验I中阳离子的方法：向其样品中加强碱，产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C．物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
D．物质B可用作火箭燃料，其电子式为
答案 C
解析 汽油不含M元素，燃烧时吸入的空气中含有氮气，在放电条件下生成NO，导致环境污染，A错误；I为铵盐，加强碱，产生的气体氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，B错误；物质F为硝酸，浓硝酸与铁发生钝化，可以用铁制容器盛放，C正确；物质B为联氨(H2N—NH2)可用作火箭燃料，其电子式为，D错误。
4．下列实验操作能达到实验目的的是( )
A．将一氧化氮和二氧化氮的混合气体通过氢氧化钠溶液进行分离
B．只用Na2CO3溶液来鉴别CaCl2溶液、AlCl3溶液和稀硫酸
C．为检验某品牌食盐中是否加碘，将样品溶解后滴加淀粉溶液
D．向某溶液中滴加少量稀硝酸，产生白色沉淀，证明其中含有SiOeq \\al(2－,3)
答案 B
解析 一氧化氮和二氧化氮的混合气体能溶于氢氧化钠溶液生成硝酸钠和亚硝酸钠，不能达到实验目的，故A错误；碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀、氯化铝和碳酸钠反应生成二氧化碳气体和白色沉淀，碳酸钠和稀硫酸反应生成气体，现象不同可以鉴别，故B正确；食盐中加入的碘是碘酸钾，不是碘单质，故C错误；能和稀硝酸生成白色沉淀的离子不一定是SiOeq \\al(2－,3)，也可能是偏铝酸根离子，故D错误。
5．氯系氧化剂、消毒剂在生产、生活中有广泛应用。其消毒能力可以用“有效氯”表示，有效氯定义为单位质量的消毒剂得电子能力与多少克氯气相当。下列消毒剂(或氧化剂)的有效氯最高的是( )
A．NaClO B．Ca(ClO)2
C．NaClO2 D．ClO2
答案 D
解析 A项，74.5 g NaClO作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为2 ml；B项，143 g Ca(ClO)2作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为4 ml；C项，90.5 g NaClO2作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为4 ml；D项，67.5 g ClO2作消毒剂，被还原为Cl－得电子的物质的量为5 ml。
6．空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法，流程如下，下列说法不正确的是( )
A．步骤①中发生的主要反应为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
B．步骤②③的目的是富集溴元素
C．物质X 为HBrO
D．空气吹出法用到了溴易挥发的性质
答案 C
解析 步骤①中发生的主要反应是氯气和溴离子反应生成溴单质，故A正确；用二氧化硫还原后再用氯气氧化的目的是富集溴元素，故B正确；分析可知X为HBr，故C错误；热空气吹出溴单质是利用了溴单质易挥发的性质，故D正确。
7．(2020·厦门湖滨中学调研)下列有关无机非金属材料的说法中，不正确的是( )
A．高纯硅可用于制造半导体材料
B．SiO2 制成玻璃纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆
C．玻璃、水泥、陶瓷均含有硅酸盐
D．Si3N4是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机
答案 B
解析 硅属于半导体材料，通常高纯硅用于制造半导体材料，故A正确；SiO2用于制造光导纤维，利用了光的全反射现象，故B错误；玻璃、水泥、陶瓷均含有硅酸盐，是传统的三大硅酸盐产品，故C正确；Si3N4是一种新型无机非金属材料，硬度大，耐磨耐高温，常用于制造发动机，故D正确。
8．二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体，沸点为11 ℃，某小组在实验室中制备ClO2所用装置如图：
[已知：SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4]。
下列说法正确的是( )
A．装置C中装的是饱和食盐水，a流出气体为SO2
B．装置D放冰水的目的是液化二氧化氯防止污染环境
C．连接装置时，导管口a可接h或g，导管口c接e
D．可以选用装置A利用3 ml·L－1盐酸与MnO2反应制备氯气
答案 C
解析 装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染环境，应选择NaOH溶液，故A错误；装置D的作用为冷凝并收集ClO2，故B错误；二氧化硫从a进入装置B中反应，为防止倒吸，应在进入装置B之前装有安全瓶，则a→g→h，为反应充分，再连接b，二氧化氯沸点较低，为充分冷却，便于收集，故连接e，在D中冰水浴收集，最后用氢氧化钠吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，连接顺序为a→g→h(或h→g)→b→c→e→f→d，故C正确；实验室制氯气需要选择浓盐酸和二氧化锰混合加热，3 ml·L－1盐酸无法在加热条件下与MnO2反应生成Cl2，故D错误。
9．(2020·通化梅河口第五中学检测)下列表述中正确的是( )
①提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料
④光导纤维作通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③ B．②④
C．①③⑤ D．③④⑤
答案 C
解析 水泥是传统的无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，故①正确；玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②错误；氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷的成分是无机化合物，属于新型无机非金属材料，故③正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，二氧化硅性质稳定，耐腐蚀，故④错误；硅是良好的半导体，太阳能电池的主要成分是硅单质，太阳能是清洁能源，故⑤正确。
10．(2020·陕西大荔中学调研)下列对事实的解释正确的是( )
答案 D
解析 常温下，铝在浓硫酸中发生钝化现象，在铝的表面形成致密的氧化膜，阻止反应的进一步发生，体现了浓硫酸的强氧化性，因此可以用铝罐槽车运输浓硫酸，故A错误；氯气没有漂白性，具有漂白性的是氯气与水反应生成的次氯酸，所以新制的氯水中加入红色布条褪色，故B错误；浓硫酸具有吸水性，能吸收五水硫酸铜中的结晶水而使五水硫酸铜变为无水硫酸铜，固体由蓝色变为白色，该变化为化学变化，故C错误；氢氟酸能够在玻璃器皿上刻蚀标记，是由于HF与玻璃的主要成分SiO2发生反应，产生了SiF4气体和水，故D正确。
11．空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，我国科学家用下列实验研究其成因：反应室底部盛有不同吸收液。将SO2和NO2按一定比例混合，以N2或空气为载气通入反应室，相同时间后，检测吸收液中SOeq \\al(2－,4)的含量，数据如下表所示。下列说法正确的是( )
A.实验表明：酸性环境下，更有利于硫酸盐的形成
B．反应室①中可能发生反应：SO2＋2NO2＋2H2O===H2SO4＋2HNO2
C．本研究表明：硫酸盐的形成主要与空气中的O2有关
D．燃煤产生的气体盲目排放只会引起酸雨而不会加剧雾霾形成
答案 B
解析 依据实验可知空气中如果含有氨气更有利于硫酸盐的形成，氨气是碱性气体，故A错误；依据题意可知二氧化硫、氮的氧化物、水发生反应生成亚硝酸和硫酸，所以反应室①中可能发生反应：SO2＋2NO2＋2H2O===H2SO4＋2HNO2，故B正确；依据数据b≈d>a≈c可知，硫酸盐的形成与氨有关，故C错误；燃煤产生的SO2和氮氧化物会引起酸雨，空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，故D错误。
12．(2020·浙江7月选考，24)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( )
A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO2反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2
答案 D
解析 Ca3SiO5可看作CaSiO3·2CaO，它与NH4Cl固体混合加热，反应生成CaSiO3、CaCl2、NH3和H2O，A正确；Ca3SiO5能够吸水，故需要密封保存，B正确；由于H2SO3的酸性强于H2SiO3，Ca3SiO5与SO2反应可生成CaSO3，C正确；Ca3SiO5与足量盐酸作用，析出H2SiO3沉淀，故所得固体产物主要是H2SiO3，D错误。
13．(2021·合肥高三模拟)三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。
已知：i.实验室制备BCl3的化学方程式为B2O3＋3C＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2BCl3＋3CO；
ii.BCl3的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃，遇水水解生成H3BO3和HCl。下列说法不正确的是( )
A．实验装置合理的连接顺序为①⑥④②⑦⑤③
B．装置④中发生反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
C．装置⑥的作用是冷凝并收集BCl3
D．验证有CO生成的现象是装置⑦中CuO由黑色变成红色，且装置⑤中澄清石灰水变浑浊
答案 A
解析 用Cl2与B2O3、C反应生成BCl3和CO，三氯化硼的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷凝；检验CO之前，为防止未反应的Cl2、可能存在的CO2对CO的检验造成干扰，要先将气体通入NaOH溶液中；为防止氢氧化钠溶液中水蒸气进入BCl3收集装置而使BCl3水解，在NaOH溶液之前需装有干燥装置；气体通过NaOH溶液后又带上水蒸气，再次干燥后将气体通入灼热的氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水；若灼热的氧化铜变红且澄清石灰水变浑浊，可证明原反应中有一氧化碳生成；未反应的CO有毒，不能排放到空气中，要用排水法收集后进行处理，据此分析解答。由分析可知，实验装置合理的连接顺序为①⑥②④②⑦⑤③，A错误；气体通入装置④后，未反应的Cl2被NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，B正确；结合分析可知，装置⑥的作用是冷凝并收集BCl3，C正确；若装置①中反应有CO生成，⑦中CuO将由黑色变成红色，装置⑤中澄清石灰水将变浑浊，D正确。
14．锌钡白是BaSO4和ZnS的混合物，ZnS难溶于水，某化工厂用重晶石为原料制备锌钡白，生产过程中会产生大量废气(主要成分为CO2、CO及少量SO2和硫蒸气等)，为防止污染空气并提高原料利用率，生产中采用下述工艺流程：
下列叙述错误的是( )
A．重晶石和钡餐的化学成分相同
B．Y气体的循环使用可以防止污染空气并能提高原料利用率
C．Z(aq)中的阴离子是OH－和COeq \\al(2－,3)
D．高温煅烧过程中焦炭的作用是为反应提供热量和作还原剂
答案 C
解析 重晶石和钡餐的主要化学成分均为硫酸钡，故A正确；Y(CO)气体的循环使用可以防止污染空气并能提高原料利用率，故B正确；Z(aq)中的阴离子是OH－、COeq \\al(2－,3)和SOeq \\al(2－,3)，故C错误；焦炭的作用是燃烧生成CO，为反应提供热量和作还原剂，故D正确。
15．(2020·长沙质检)氮元素是空气中含量最多的元素，在自然界中分布十分广泛，在生物体内亦有极大作用。含氮元素的物质的循环转化关系如图。下列说法正确的是( )
A．过程b、j、c属于“氮的固定”
B．过程a、l、f为非氧化还原反应
C．过程j可能为汽车尾气的处理过程
D．过程h说明NO2为酸性氧化物
答案 C
解析 氮的固定是指由游离态氮转化为化合态氮，图中属于“氮的固定”的是k和c，A错误；非氧化还原反应中元素化合价不变，表示循环中发生非氧化还原反应的过程有a和l，B错误；在汽车尾气中含有NO，在催化剂存在下NO与CO反应产生N2和CO2，故过程j可能为汽车尾气的处理过程，C正确；若反应h在NO2与H2O的作用下实现，则反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2与水反应除产生HNO3，还有NO生成，N元素化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，D错误。
16．A、B、C、X均为中学化学常见物质，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)，下列相关叙述错误的是( )
eq \x( A )eq \(――→,\s\up7(X),\s\d5(反应①))eq \x( B )eq \(――→,\s\up7(X),\s\d5(反应②))eq \x( C )
A．若X是空气中存在的强氧化性无色气体单质，则A可以是C、Na、S、N2
B．若X是黄绿色气体单质，则A可以是Fe，且B的水溶液中滴加铁氰化钾溶液会产生特征蓝色沉淀
C．若X是一种温室气体，单质A被誉为国防金属，则反应①的化学方程式为2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C
D．若X为一种混合物，其中一种溶质常作制冷剂，A能使品红褪色，加热后又恢复原色，则反应①的离子方程式为SO2＋NH3·H2O===NHeq \\al(＋,4)＋HSOeq \\al(－,3)
答案 B
解析 若X是空气中存在的强氧化性无色气体单质，X是氧气，则A可以是C、Na、S、N2，A正确；若X是黄绿色气体单质，X是氯气，氯气与铁反应生成氯化铁，氯化铁与氯气不反应，B错误；若X是一种温室气体，单质A被誉为国防金属，X是二氧化碳，A是镁，则反应①的化学方程式为2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C，C正确；若X为一种混合物，其中一种溶质常作制冷剂，A能使品红褪色，加热后又恢复原色，A是二氧化硫，X是氨水，则反应①的离子方程式为SO2＋NH3·H2O===NHeq \\al(＋,4)＋HSOeq \\al(－,3)，D正确。
二、非选择题：本题共4小题，共52分。
17．(10分)(2020·重庆市第二十九中高三检测)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式：____________________。
(2)煤燃烧时排放的烟气含有SO2和NOx，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有SO2和NO的烟气通入盛有NaClO2溶液的反应器中，反应一段时间后，测得溶液中离子浓度的有关数据如下表所示(其他极微量离子忽略不计)：
①NO和NaClO2溶液反应的离子方程式是________________________________________。
②表中y＝________。
(3)工业生产硝酸也有可能产生NOx污染。请写出硝酸生产中的第一步：氨的催化氧化的化学方程式为_______________________________________________________________________。
若用氮气制氨的产率为90%，用氨生产硝酸时氨的催化氧化和氮氧化物转化为硝酸的损耗依次为5%、5%，则1 000 ml氮气可制得________(计算结果保留整数)ml硝酸。
答案 (1)2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2 (2)①4NO＋3ClOeq \\al(－,2)＋2H2O===4NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋4H＋ ②5.8×10－4 (3)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(Pt),\s\d5(△))4NO＋6H2O 1 625
解析 (1)在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质，根据原子守恒可知应该是氮气和二氧化碳，则该反应的化学方程式为2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2。(2)①根据表中数据可知反应后有氯离子和硝酸根生成，这说明NaClO2是氧化剂，NO是还原剂，因此NO和NaClO2溶液反应的离子方程式是4NO＋3ClOeq \\al(－,2)＋2H2O===4NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋4H＋。②忽略氢氧根离子浓度，根据电荷守恒可知y＝5.5×10－3＋2.8×10－4－3.5×
10－3－2×8.5×10－4＝5.8×10－4。(3)硝酸生产中的第一步是氨的催化氧化，反应的化学方程式为4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(Pt),\s\d5(△))4NO＋6H2O。若用氮气制氨的产率为90%，用氨生产硝酸时氨的催化氧化和氮氧化物转化为硝酸的损耗依次为5%、5%，则根据氮原子守恒可知1 000 ml氮气可制硝酸为1 000 ml×2×(1－5%)×(1－5%)×90%≈1 625 ml。
18．(14分)(2020·贵州省思南中学高三期中)二氯化二硫(S2Cl2)可作硫化剂、氯化剂。常温下是一种黄红色液体，沸点137 ℃，在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。S2Cl2可通过硫与少量氯气在110～140 ℃反应制得，氯气过量则会生成SCl2。
(1)选用以下装置制取少量S2Cl2(加热及夹持装置略)：
①仪器m的名称为________。
②A中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
③B中玻璃纤维的作用是________________________________________________________。
④D中的最佳试剂是________(填字母)。
a．碱石灰 b．浓硫酸
c．NaOH溶液 d．无水氯化钙
(2)S2Cl2遇水剧烈水解，生成SO2、HCl和一种常见的固体。
①该固体是________。
②甲同学为了验证两种气体产物，将水解生成的气体依次通过硝酸银与稀硝酸的混合溶液、品红溶液、NaOH溶液，该方案________(填“可行”或“不可行”)，原因是_______________________________________________________________________________。
(3)乙同学按如下实验方案检验S2Cl2是否含有杂质：
①取1.25 g产品，在密闭容器中依次加入足量水、双氧水、Ba(NO3)2溶液，过滤；
②往①的滤液中加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥，称得固体质量为2.87 g。则产品中氯元素的质量分数为________，由此可知产品中________(填“含有”或“不含有”)SCl2杂质。
答案 (1)①(直形)冷凝管 ②MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ③增大硫与氯气的接触面积，加快反应速率 ④a (2)①S(或硫) ②不可行 SO2易被硝酸氧化生成SOeq \\al(2－,4)，既难于检验SO2，又干扰HCl的检验 (3)56.8% 含有
解析 (1)①由图示可知仪器m为直形冷凝管。②A中为浓盐酸和二氧化锰在加热时反应生成氯化锰、氯气和水，则其反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。③B中玻璃纤维可以增大硫与氯气的接触面积，加快反应速率。④D吸收空气中的水蒸气同时吸收未反应的氯气；碱石灰既可以吸收空气中的水蒸气又可以吸收未反应的氯气，故选a；浓硫酸虽然能吸收水蒸气，但不能吸收未反应的氯气，故不选b；NaOH溶液虽然能吸收未反应的氯气，但不能吸收空气中的水蒸气，故不选c；无水氯化钙虽能吸收空气中的水蒸气，但不能吸收未反应的氯气，故不选d。
(2)①由题意可知该反应为歧化反应，即2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋4HCl＋3S↓，所以生成的固体为硫(或S)。②稀硝酸能将二氧化硫氧化为硫酸根，硫酸根与银离子反应生成微溶于水的硫酸银，会影响氯离子的检验。(3)所得固体为AgCl，则氯元素的质量为eq \f(35.5,143.5)×2.87 g＝0.71 g，则样品中氯元素的质量分数为eq \f(0.71 g,1.25 g)×100%＝56.8%；又S2Cl2中氯元素的质量分数为eq \f(71,135)×100%≈52.59%，SCl2中氯元素的质量分数为eq \f(71,103)×100%≈68.93%，52.59%<56.8%<68.93%，故含有SCl2杂质。
19．(13分)Ⅰ.煤炭中的硫以FeS2的形式存在，在有水和空气及脱硫微生物存在的条件下发生氧化还原反应，有关反应的离子方程式依次为
①2FeS2＋7O2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(微生物))4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq \\al(2－,4)；
②__Fe2＋＋__O2＋__H＋eq \(=====,\s\up7(微生物))__Fe3＋＋__________；
③FeS2＋2Fe3＋eq \(=====,\s\up7(微生物))3Fe2＋＋2S；
④2S＋3O2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(微生物))4H＋＋2SOeq \\al(2－,4)。
已知：FeS2中的硫元素为－1价。
回答下列问题：
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律，将上述②的离子方程式配平并补充完整。
(2)反应③中的还原剂是________。
(3)观察上述反应，硫元素最终转化为________从煤炭中分离出来。
(4)硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应为3FeS2＋8O2eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋6SO2、4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2。若48 ml FeS2完全反应耗用氧气2 934.4 L(标准状况)，则反应产物中Fe3O4与Fe2O3的物质的量之比为________。
Ⅱ.高炉炼铁是冶炼铁的主要方法。
(5)高炉炼铁的尾气中通常含有较多的SO2气体。为减少污染，分离并回收气体，工业上用碱性工业废渣吸收SO2气体，脱硫效率、尾气中SO2的质量浓度和温度的关系如图所示。依据图中数据分析，脱硫合适的温度是________℃；选择合适的质量浓度，经测定40 min内共处理10 m3废气，则40 min内平均脱硫速率为________mg·min－1。
Ⅲ.(6)工业上用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜，副产品中也有SO2，冶炼铜的化学反应为8CuFeS2＋21O2eq \(=====,\s\up7(高温))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为＋2价，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。当生成0.8 ml铜时，该反应转移的电子数是________。
答案 (1)4 1 4 4 2H2O (2)FeS2
(3)硫酸盐 (4)2∶9 (5)30 725 (6)Cu、O 10NA
20．(15分)砷为第ⅤA族元素，金属冶炼过程中产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。
Ⅰ.冶炼废水中的砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)的形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：
已知：①As2S3与过量的S2－反应的化学方程式为As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsSeq \\al(3－,3)(aq)；
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为________。
(2)“一级沉砷”，工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷，生成物为难溶性的三硫化二砷，该反应的离子方程式为_________________________________________________。
“一级沉砷”中FeSO4的作用是__________________________________________________。
“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_______________________________。
(3)沉淀X为________(填化学式)。
Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测(As的最低检出限为3.0×10－6g)。
步骤1：取10 g废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加入H2SO4共热，生成AsH3气体。
步骤2：将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3。
步骤3：取1 g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成。
(4)AsH3的电子式为________________。
(5)步骤2的离子方程式为______________________________________________________。
(6)固体废弃物的排放标准中，砷元素不得高于4.0×10－5g·kg－1，请通过计算说明排放的废渣中砷元素的含量________(填“符合”或“不符合”)排放标准，原因是__________________。
答案 (1)＋3 (2)2H3AsO3＋3S2－＋6H＋===As2S3↓＋6H2O 沉淀过量的S2－，使As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsSeq \\al(3－,3)(aq)平衡左移，提高沉砷效率 H3AsO3＋H2O2===H3AsO4＋H2O (3)CaSO4
(4)
(5)12Ag＋＋2AsH3＋3H2O===12Ag↓＋As2O3＋12H＋ (6)不符合 因为该废渣砷最低含量为3.0×10－6g÷10 g×1 000 g·kg－1＝3.0×10－4g·kg－1，大于排放标准4.0×10－5g·kg－1
解析 (1)亚砷酸(H3AsO3)中氢元素＋1价，氧元素－2价，化合物化合价代数和为0，则砷元素的化合价为＋3。
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是除去过量的硫离子，使As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsSeq \\al(3－,3)(aq)平衡逆向移动，提高沉砷效率；“二级沉砷”中H2O2与含砷物质发生氧化还原反应，氧化亚砷酸为砷酸，反应的化学方程式为H3AsO3＋H2O2===H3AsO4＋H2O。
(3)根据流程分析可知，加入氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和砷酸反应生成砷酸钙沉淀，氢氧化钙和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀，所以沉淀X为CaSO4。
(4)AsH3和氨分子结构相同，为共价化合物，砷原子和三个氢原子形成三个As—H键，电子式为。
(5)将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3，离子方程式为12Ag＋＋2AsH3＋3H2O ===12Ag↓＋As2O3＋12H＋。(6)As的最低检出限为3.0×10－6g，取1 g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成，取10 g废渣样品最后生成银镜和As2O3。则10 g废渣含砷量最少为3.0×10－6g，则该废渣中砷元素的含量为3.0×10－6g÷10 g×1 000 g·kg－1＝3.0×10－4g·kg－1，大于排放标准4.0×10－5 g·kg－1，所以不符合排放标准。选项
事实
解释
A
用铝罐槽车运输浓硫酸
常温下，铝与浓硫酸不反应
B
新制的氯水中加入红色布条褪色
氯气有漂白性
C
浓硫酸滴到CuSO4·5H2O固体上，固体表面由蓝色变为白色
浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D
能用氢氟酸在玻璃器皿上写字
SiO2与HF发生了反应
反应室
载气
吸收液
SOeq \\al(2－,4)含量
数据分析
①
N2
蒸馏水
a
ⅰ.b≈d>a≈c
ⅱ.若起始不通入NO2，则最终检测不到SOeq \\al(2－,4)
②
3%氨水
b
③
空气
蒸馏水
c
④
3%氨水
d
离子
Na＋
SOeq \\al(2－,4)
NOeq \\al(－,3)
H＋
Cl－
浓度/ (ml·L－1)
5.5×10－3
8.5×10－4
y
2.8×10－4
3.5×10－3
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