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專題08 非金屬及其化合物
1.下列關于SiO2和CO2的說法中正確的是( )
A.CO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應
B.CO2和SiO2與水反應分別生成相應的酸
C.SiO2可用來制作干燥劑,因SiO2可與水反應
D.CO2和SiO2都是由相應的分子構成的
【答案】A
【解析】CO2、SiO2都是酸性氧化物,都能與堿及堿性氧化物反應,故A正確;SiO2不溶于水,也不能和水反應生成硅酸,B不正確;硅膠可用作干燥劑,但SiO2不與水反應,C不正確;CO2是由分子構成的,SiO2是由Si、O原子直接構成的,D不正確。
2.二氧化硅廣泛存在于自然界中,在日常生活、生產、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a~e是對①~⑤反應中SiO2所表現(xiàn)的化學性質或作用進行的判斷,其中正確的是( )
①SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
②SiO2+2CSi+2CO↑
③SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
④Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
⑤SiO2+3CSiC+2CO↑
a.反應①中SiO2作為玻璃的成分被消耗,用于刻蝕玻璃
b.反應②中SiO2表現(xiàn)出氧化性
c.反應③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性
d.反應④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性的酸酐的道理
e.反應⑤中SiO2未參加氧化還原反應
A.ace B.bde
C.cde D.ab
【答案】B
3.由下列實驗事實得出的結論正確的是( )
A.由SiO2不能與水反應生成H2SiO3,可知SiO2不是酸性氧化物
B.由SiO2+2CSi+2CO↑,可知碳的非金屬性大于硅
C.CO2通入Na2SiO3溶液產生白色沉淀,可知酸性H2CO3>H2SiO3
D.SiO2可與NaOH溶液反應,也可與氫氟酸反應,可知SiO2為兩性氧化物
【答案】C
【解析】由Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3,可知酸性:H2CO3>H2SiO3 (強酸制弱酸)。
4.將足量CO2氣體通入水玻璃中,然后加熱蒸干,再在高溫下充分灼燒,最后得到的固體物質是( )
A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3
C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2
【答案】A
5.C、Si、S都是自然界中含量豐富的非金屬元素,下列有關說法中正確的是( )
A.三種元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)
B.元素的+4價氧化物都屬于酸性氧化物,都能與堿反應而不能與任何酸反應
C.最低價的氣態(tài)氫化物都具有還原性,易與O2發(fā)生反應
D.其最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱:H2SO4>H2SiO3>H2CO3
【答案】C
【解析】A項,硅元素在自然界中無游離態(tài),錯誤;B項,SiO2能與氫氟酸反應,錯誤;C項,C、Si、S三種元素低價態(tài)氣態(tài)氫化物分別為CH4、SiH4、H2S,都具有還原性,易與O2發(fā)生反應,正確;D項,酸性強弱順序為:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,錯誤。
6.月球的礦產資源極為豐富,僅月球表層5 cm厚的沙土就含鐵單質有上億噸,月球上的主要礦物有輝石CaMgSi2O6、斜長石KAlSi3O8和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4等,下列說法或分析不正確的是( )
A.輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦
B.斜長石的氧化物形式可表示為K2OAl2O33SiO2
C.月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣
D.橄欖石中鐵為+2價
【答案】B
【解析】斜長石的氧化物形式應為K2OAl2O36SiO2。
7.下列敘述中正確的是( )
A.因為Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸強
B.碳和硅都是第ⅣA族的元素,所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質相似
C.高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維
D.SiO2和CO2都是酸性氧化物,但SiO2不能與水反應生成硅酸
【答案】D
8.已知:碳、硅、鍺、錫、鉛為第ⅣA族元素,其原子序數(shù)依次增大,碳、硅、鍺、錫的+4價化合物是穩(wěn)定的,而鉛的+2價化合物是穩(wěn)定的。根據元素周期律的知識分析下列關于鍺、錫、鉛的推斷不正確的是( )
A.SnCl2具有較強的還原性,PbO2具有較強的氧化性
B.若鍺、錫在空氣中不反應,鉛有可能與氧氣反應
C.若鍺與鹽酸不反應,錫、鉛也不能與鹽酸反應
D.三種元素的+4價氫氧化物的堿性由弱到強的順序:Ge(OH)4
I2>IO
D.途徑Ⅱ中若生成1 mol I2,反應中轉移的電子數(shù)為10NA
【答案】C
19.已知:KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如圖所示,將少量試劑分別放入培養(yǎng)皿中的相應位置,實驗時將濃鹽酸滴在KClO3晶體上,并用表面皿蓋好。下表中由實驗現(xiàn)象得出的結論完全正確的是( )
選項
實驗現(xiàn)象
結論
A
滴有KSCN的FeCl2溶液變紅
Cl2具有還原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先變紅后褪色
Cl2具有漂白性
D
KI淀粉溶液變成藍色
Cl2具有氧化性
【答案】D
【解析】A項是因為Cl2具有強氧化性,錯誤;Cl2本身沒有酸性,溶液褪色,可能是Cl2與水反應生成HCl和HClO,再與NaOH溶液發(fā)生中和反應生成鹽而使溶液褪色,還可能是生成的HClO的漂白性使溶液褪色,B項錯誤;Cl2本身不具有漂白性,而是Cl2與H2O作用生成的HClO具有漂白性,C項錯誤。
20.甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X-(X-為Cl-、Br-、I-中的一種),向甲溶液中加入淀粉溶液和新制氯水,則溶液變?yōu)槌壬?,再加入丙溶液,顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有的鹵素離子是( )
A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-
【答案】B
【解析】根據鹵素單質氧化性強弱和X-還原性強弱的變化規(guī)律可知,X2的氧化性:Cl2>Br2>I2,X-的還原性:Cl-<Br-<I-。溴水呈橙色,碘單質能使淀粉溶液變藍。由此可以推斷出:在甲中加入淀粉溶液和新制氯水,溶液不變藍色,而呈現(xiàn)橙色,可說明甲中有Br-,而無I-,發(fā)生反應Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,再加入丙溶液,顏色無明顯變化,可證明丙中無I-,由此可知甲中含有Br-,乙中含有I-,丙中含有Cl-。
21.氯胺是一種長效緩釋有機氯消毒劑,有強氧化性,其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4倍~5倍,下列有關氯胺(NH2Cl)的說法一定不正確的是( )
A.氯胺的水解產物為NH2OH(羥氨)和HCl
B.氯胺的電子式為
C.氯胺中氯的化合價為+1
D.氯胺的消毒原理與漂白粉相似
【答案】A
22.甲氣體可發(fā)生如下變化:
甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為( )
A.CO2、CO、O2、CaO B.O2、CO、CO2、CaCO3
C.O2、CO2、CO、CaCO3 D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2
【答案】C
【解析】以丙氣體為突破口,丙通過灼熱的CuO后,生成的乙氣體可與澄清石灰水反應生成固體,說明乙是CO2,則丙是CO,甲是O2,丁是CaCO3。
23.下列硫化物中不能直接用金屬單質和硫單質反應制得的是( )
A.CuS B.FeS
C.ZnS D.MgS
【答案】A
【解析】硫的非金屬性較弱,與變價金屬化合時,只能生成低價態(tài)硫化物,即Cu與硫反應只能生成Cu2S,其余金屬硫化物都能直接用金屬單質和硫反應得到,故A符合。
24.《黃帝九鼎神丹經訣》記載著“煉石膽取精華法”,即干餾石膽(膽礬)而獲得“綠礬油”。這里的“綠礬油”是指( )
A.硝酸 B.硫酸
C.鹽酸 D.硫酸亞鐵溶液
【答案】B
【解析】根據石膽(膽礬)的組成元素,可知“綠礬油”應為硫酸。
25.為確定某純凈的氣體X的成分,進行了如下幾種實驗,其中不正確的是( )
選項
操作(現(xiàn)象)
結論
A
聞X氣味(有刺激性) 酸性KMnO4溶液(褪色)
X一定是SO2
B
聞X氣味(有刺激性) 澄清石灰水(變渾濁)
X一定是SO2
C
X品紅溶液(褪色) 變紅色
X一定是SO2
D
X紫色石蕊溶液(先變紅色后褪色)
X一定不是SO2
【答案】A
26.某同學進行SO2的性質實驗。在點滴板a、b、c處分別滴有不同的試劑,再向Na2SO3固體上滴加數(shù)滴濃H2SO4后,在整個點滴板上蓋上培養(yǎng)皿,一段時間后觀察到的實驗現(xiàn)象如下表所示:
序號
試劑
實驗現(xiàn)象
a
品紅溶液
紅色褪去
b
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
c
NaOH溶液(含2滴酚酞)
紅色褪去
下列說法正確的是( )
A.濃硫酸與Na2SO3固體發(fā)生了氧化還原反應
B.a、b均表明SO2具有漂白性
C.c中只可能發(fā)生反應:SO2+2OH-===SO+H2O
D.c中所得溶液的離子濃度一定存在關系:
c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
【答案】D
【解析】濃硫酸與Na2SO3固體反應可生成Na2SO4、SO2和H2O,該反應中各元素的化合價沒有發(fā)生變化,是非氧化還原反應,A錯。SO2可與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應而使KMnO4溶液的紫色褪去,表明SO2具有還原性,B錯。SO2過量時,c中還可能發(fā)生OH-+SO2===HSO,C錯。c溶液中含有SO、HSO等,根據電荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO),D正確。
27.含硫煤燃燒會產生大氣污染物,為防治該污染,某工廠設計了新的治污方法,同時可得到化工產品,該工藝流程如圖所示,下列敘述不正確的是( )
A.該過程中可得到化工產品H2SO4
B.該工藝流程是除去煤燃燒時產生的SO2
C.該過程中化合價發(fā)生改變的元素為Fe和S
D.圖中涉及的反應之一為Fe2(SO4)3+SO2+2H2O===2FeSO4+2H2SO4
【答案】C
28.如圖是檢驗氣體性質的實驗裝置。向裝置中緩慢通入氣體X,若關閉活塞K,品紅溶液無變化、澄清石灰水變渾濁;若打開活塞K,品紅溶液褪色。據此判斷,氣體X和液體Y可能是( )
選項
物質
A
B
C
D
X
H2S
SO2
CO2
Cl2
Y
濃硫酸
NaHCO3飽和溶液
Na2SO3溶液
NaHSO3溶液
【答案】B
【解析】H2S不能使品紅溶液褪色,A項錯誤;SO2可與NaHCO3飽和溶液反應生成二氧化碳,若關閉活塞K,則品紅溶液無變化,生成的二氧化碳氣體使澄清石灰水變渾濁,若打開活塞K,則品紅溶液褪色,B項正確;二氧化碳不能使品紅溶液褪色,所以打開活塞K,品紅溶液不會褪色,C項錯誤;Cl2不能使澄清石灰水變渾濁,D項錯誤。
29.探究濃硫酸和銅的反應,下列裝置或操作正確的是( )
A.用裝置甲進行銅和濃硫酸的反應
B.用裝置乙收集二氧化硫并吸收尾氣
C.用裝置丙稀釋反應后的混合液
D.用裝置丁測定余酸的濃度
【答案】C
30.已知X為一種常見酸的濃溶液,能使蔗糖粉末變黑。A與X反應的轉化關系如圖所示,其中反應條件及部分產物均已略去,則下列有關說法正確的是( )
A.X使蔗糖變黑主要體現(xiàn)了X的強氧化性
B.若A為鐵,則足量A與X在室溫下即可完全反應
C.若A為碳單質,則將C通入少量的澄清石灰水,一定可以觀察到白色沉淀產生
D.工業(yè)上,B轉化為D的反應條件為高溫、常壓、催化劑
【答案】D
【解析】由題意知X為濃H2SO4。濃H2SO4使蔗糖變黑主要體現(xiàn)了濃H2SO4的脫水性,A項錯誤;濃H2SO4在室溫下使Fe鈍化,B項錯誤;A為碳單質時,生成的C為CO2,CO2通入少量澄清石灰水生成可溶性的Ca(HCO3)2,C項錯誤;SO2與O2反應的條件為高溫、常壓、催化劑,D項正確。
31.下列物質的檢驗中,其結論一定正確的是( )
A.向某溶液中加入BaCl2溶液,產生白色沉淀,加入稀HNO3后,白色沉淀不溶解,也無其他現(xiàn)象,說明原溶液中一定含有SO
B.向某溶液中加鹽酸產生無色氣體,該氣體能使澄清的石灰水變渾濁,說明該溶液中一定含有CO或SO
C.取少量久置的Na2SO3樣品于試管中加水溶解,再加足量鹽酸酸化,然后加BaCl2溶液,若加鹽酸時有氣體產生,加BaCl2溶液時有白色沉淀產生,說明Na2SO3樣品已部分被氧化
D.將某氣體通入品紅溶液中,品紅溶液褪色,該氣體一定是SO2
【答案】C
【解析】該溶液中可能含有Ag+或SO,A錯誤;使澄清石灰水變渾濁的氣體可能為CO2、SO2,溶液中可能存在CO或HCO或SO或HSO,B錯誤;加入足量鹽酸有氣體產生,氣體為SO2,排除SO的干擾,再加入BaCl2溶液有白色沉淀產生,沉淀為BaSO4,說明一定含有SO,所以說明Na2SO3樣品已部分被氧化,C正確;氧化性氣體如氯氣都能使品紅溶液褪色,D錯誤。
32.用如圖所示實驗裝置進行物質性質的探究實驗。下列說法不合理的是( )
A.若品紅溶液①褪色,則說明產物中含有SO2
B.若溴水褪色,則說明SO2具有還原性
C.若燒瓶中產生黃色渾濁和無色氣泡,則說明Na2S2O3只作氧化劑
D.若品紅溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出現(xiàn)白色渾濁,則說明亞硫酸比碳酸的酸性強
【答案】C
33.綠色化學實驗是指化學實驗要符合綠色化學思想,如減少污染,防止浪費等。下列符合綠色化學實驗的是( )
A.用銅與濃硫酸反應制取CuSO4,并用少量品紅溶液吸收尾氣
B.將CO還原Fe2O3后的尾氣直接排入空氣中
C.用CCl4進行萃取操作練習時,將溴水改成碘水
D.將Zn和稀硫酸制H2后的廢液倒入水槽后,再清洗玻璃儀器
【答案】C
【解析】品紅溶液可以用來檢驗SO2氣體,但不能用來吸收尾氣,A錯誤;CO還原Fe2O3后的尾氣中含有少量CO氣體,直接排放到空氣中會造成污染,B錯誤;溴易揮發(fā),而碘不易揮發(fā),C正確;鋅與稀硫酸制氫氣后的廢液倒入水槽會污染環(huán)境,D錯誤。
34.某同學用濾紙折成一個紙蝴蝶并噴灑一種溶液(保持濕潤),掛在鐵架臺上。另取一只盛某種溶液的燒杯,放在紙蝴蝶的下方(如右圖)。過一會兒,發(fā)現(xiàn)紙蝴蝶變?yōu)榧t色。下表的組合中,能夠實現(xiàn)上述變化的是( )
①
②
③
④
紙蝴蝶上的噴灑液
石蕊
酚酞
酚酞
石蕊
小燒杯中的溶液
濃硝酸
濃氨水
NaOH溶液
濃硫酸
A.①② B.③④
C.①④ D.②③
【答案】A
【解析】濃硝酸易揮發(fā),酸性氣體HNO3遇石蕊變紅;濃氨水易揮發(fā),堿性氣體NH3遇酚酞變紅。
35.某同學探究氨和銨鹽的性質,對相關實驗操作及現(xiàn)象描述正確的是( )
A.室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,比較氨水和NaOH堿性強弱
B.將氨水緩慢滴入AlCl3溶液中,研究Al(OH)3的兩性
C.將蘸有濃氨水和濃硫酸的玻璃棒靠近,觀察到白煙
D.加熱除去NH4Cl中的少量NaHCO3
【答案】A
36.某實驗過程如圖所示:則圖③的試管中的現(xiàn)象是( )
A.無明顯現(xiàn)象,因稀H2SO4不與銅反應
B.銅片溶解,產生無色氣體,該氣體遇到空氣不變色
C.銅片溶解,放出紅棕色有刺激性氣味的氣體
D.銅片溶解,產生無色氣體,該氣體在試管口變?yōu)榧t棕色
【答案】D
【解析】生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性條件下相當于又有了HNO3,銅片會繼續(xù)溶解生成NO。
37.在如圖所示的裝置中,燒瓶中充滿干燥氣體a,將滴管中的液體b擠入燒瓶內,輕輕振蕩燒瓶,然后打開彈簧夾f,燒杯中的液體d呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿燒瓶。則a和b分別是( )
選項
a(干燥氣體)
b(液體)
A
NO
水
B
CO2
飽和NaHCO3溶液
C
Cl2
飽和NaCl溶液
D
NH3
1 molL-1鹽酸
【答案】D
38.學與生產、生活密切聯(lián)系。下列說法正確的是( )
A.食品包裝中使用生石灰或硅膠可吸收水分使食品保持干燥
B.將化工廠排放廢氣的煙囪加高可減少煙塵對環(huán)境的污染
C.將家用84消毒液與潔廁靈混合使用可提高去污效果
D.向海水中加明礬可使海水淡化
【答案】A
【解析】生石灰或硅膠是常見的干燥劑,可吸收水分使食品保持干燥,A正確;煙囪加高,依然還是排放污染物,對環(huán)境照樣造成污染,B錯誤;84消毒液的主要成分是NaClO,潔廁靈的主要成分是鹽酸,混合使用會生成Cl2污染空氣,去污效果減弱,C錯誤;向海水中加明礬可以除去海水中的懸浮物,不能使海水淡化,D錯誤。
39.NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(如圖)。下列有關表述正確的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NO2與水反應時,氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶1
C.NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應
D.利用上述關系制取NaHCO3的操作為向飽和NaCl溶液中依次通入過量的CO2、NH3,然后過濾得到NaHCO3
【答案】C
【解析】NaHCO3不是化肥,A項錯誤;氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2,B項錯誤;制NaHCO3時是向飽和NaCl溶液中依次通入NH3和CO2,D項錯誤。
40.廢水脫氮工藝中有一種方法是在廢水中加入過量NaClO使NH完全轉化為N2,該反應可表示為2NH+3ClO-===N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列說法中,不正確的是( )
A.反應中氮元素被氧化,氯元素被還原
B.還原性:NH>Cl-
C.反應中每生成1 mol N2,轉移6 mol電子
D.經此法處理過的廢水可以直接排放
【答案】D
【解析】反應中N元素由-3價升高為0價,NH為還原劑,Cl元素由+1價降低為-1價,被還原生成Cl-,Cl-為還原產物,還原性:NH>Cl-,A、B兩項正確;C項,N元素由-3價升高為0價,被氧化,所以反應中每生成1 mol N2,轉移6 mol電子,正確;D項,由反應的離子方程式可知經此法處理過的廢水呈酸性,不能直接排放,錯誤。
41.用圖中裝置進行實驗,一段時間后,現(xiàn)象與預測不一致的是( )
選項
①中物質
②中物質
實驗預測
A
濃氨水
酚酞溶液
②中溶液變?yōu)榧t色
B
濃硝酸
淀粉KI溶液
②中溶液變?yōu)樗{色
C
濃鹽酸
濃氨水
大燒杯中有白煙
D
飽和亞硫酸溶液
稀溴水
②中無明顯變化
【答案】D
42.2016年10月,“長征二號”火箭成功將“神舟十一號”載人飛船送入太空,實現(xiàn)了我國宇航員中期在軌駐留?;鸺褂玫囊后w推進劑是偏二甲肼[(CH3)2N—NH2]和N2O4,發(fā)生化學反應:C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) ΔH<0。關于該反應的說法不正確的是( )
A.N2O4作氧化劑
B.C2H8N2中有兩種元素被氧化
C.消耗1 mol C2H8N2時,生成201.6 L氣體
D.消耗等量燃料時,生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱量多
【答案】C
【解析】A項,反應中N2O4中的N元素化合價降低,是氧化劑,正確;B項,C2H8N2中C、N兩種元素的化合價都升高,所以這兩種元素均被氧化,正確;C項,生成氣體所處的溫度、壓強未知,無法計算體積,錯誤;D項,由于液態(tài)水的能量低于氣態(tài)水,所以生成液態(tài)水時放出熱量更多,正確。
43.向50 mL稀H2SO4與稀HNO3的混合溶液中逐漸加入鐵粉,假設加入鐵粉的質量與產生氣體的體積(標準狀況)之間的關系如圖所示,且每一段只對應一個反應。下列說法正確的是( )
A.開始時產生的氣體為H2
B.AB段發(fā)生的反應為置換反應
C.所用混合溶液中c(HNO3)=0.5 molL-1
D.參加反應的鐵粉的總質量m2=5.6 g
【答案】D
44.“天宮二號”空間實驗室已于2016年9月15日22時04分在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。請回答下列問題:
(1)耐輻照石英玻璃是航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的核心元件。石英玻璃的成分是________________(填化學式),該物質的類別屬于______________(填“堿性氧化物”或“酸性氧化物”),實驗室中不能用玻璃塞試劑瓶盛放KOH溶液,原因是__________________________(用離子方程式表示)。
(2)太陽能電池帆板是“天宮二號”空間運行的動力源泉,其性能直接影響到“天宮二號”的運行壽命和可靠性?!疤鞂m二號”使用光太陽能電池,該電池的核心材料是______,其能量轉化方式為__________________。
【答案】(1)SiO2 酸性氧化物
SiO2+2OH-===SiO+H2O
(2)Si(或晶體硅) 太陽能轉化為電能
【解析】(1)石英的主要成分為二氧化硅,其化學式為SiO2,它是玻璃工業(yè)和陶瓷工業(yè)的原料、冶金工業(yè)的助熔劑、石英玻璃的主要成分;SiO2能與強堿溶液反應生成硅酸鹽和水,所以SiO2屬于酸性氧化物;常溫下,KOH與玻璃塞中的SiO2發(fā)生反應生成K2SiO3(具有黏性)和H2O,反應的離子方程式為SiO2+2OH-===SiO+H2O。
(2)太陽能電池的核心材料是晶體硅,其能量轉化方式是太陽能轉化為電能。
45.二氯二氫硅(SiH2Cl2)常用于外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒,與水接觸易水解,沸點為8.2 ℃。在銅催化作用下,HCl與硅在250~260 ℃反應可以制得SiH2Cl2。
(1)利用濃硫酸、濃鹽酸為原料,選用A裝置制取HCl,利用了濃硫酸的________性。
(2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學方程式為___________________________________。
(3)按照氣體從左到右的方向,制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接順序為a―→( )―→( )―→( )―→( )―→( )―→( )―→( )(填儀器接口的字母,其中裝置C用到2次)。
(4)按從左到右的順序,前面裝置C中裝的藥品為______,后面裝置C的作用為________________________。
(5)反應除生成二氯二氫硅之外,還會生成H2和______、________等。
(6)新的制取SiH2Cl2的方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300~350 ℃反應生成SiCl4,然后再與HCl在250~260 ℃反應,可以大大提高產率。如果通入氣體順序相反,結果會__________________________(用化學方程式表示)。
【答案】(1)吸水 (2)Si+2HClSiH2Cl2
(3)d e f g b c d
(4)P2O5或無水CaCl2 尾氣處理和防止空氣中的水進入B中 (5)SiCl4 SiHCl3 (6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+HCl)
46.錫(Sn)是一種重要的金屬,純錫可用于制作超導材料、半導體材料。錫元素位于元素周期表第五周期第ⅣA族。
(1)錫在化合物中常見的化合價有兩種:+2和________。
(2)錫既能與鹽酸反應也能與NaOH溶液反應,生成的鹽中錫都顯+2價,寫出錫與NaOH溶液反應的離子方程式:________________________________________________________。
(3)如圖是工業(yè)冶煉錫的基本流程:
①煉前處理包含錫精礦(主要含錫、鐵、銅、鉛的硫化物和砷化物)在空氣中焙燒等流程,使硫和砷元素轉化為易揮發(fā)的SO2和As2O3,請寫出砷磁黃鐵礦(FeAsS2)焙燒生成紅棕色固體的化學方程式:______________,
生成的氣體用過量的NaOH溶液吸收,則溶液中濃度最大的含氧酸根離子是________。
②還原熔煉的反應原理為SnO2(s)+2CO(g)Sn(s)+2CO2(g),一定溫度下,在固定容積的密閉容器中,SnO2與CO反應,平衡后容器內氣體的平均摩爾質量為37.6 gmol-1,該溫度下的平衡常數(shù)K=________。
③粗錫中主要含有Fe、Cu、Pb、Sb金屬,常采用電解精煉方法獲得精錫。其中SnSO4溶液作電解液,精錫連接電源的________極,檢測可知電解后陽極泥中含有Sb、Cu、PbSO4等,則電解過程中陽極電極反應式為_____________________________________。
④精煉后產生的渣及還原熔煉產生的硬頭中一定含有的元素是________。
【答案】(1)+4 (2)Sn+2OH-===SnO+H2↑
(3)①2FeAsS2+7O2Fe2O3+As2O3+4SO2 SO?、?.25 ③負 Fe-2e-===
Fe2+、Sn-2e-===Sn2+、Pb+SO-2e-===PbSO4?、躍n
47.某礦石含碳酸鎂和石英,制備高純硅和硅膠的工藝流程如下:
(1)“硅膠”常用作________,也可以用作________的載體。A的結構式為________。
(2)制備粗硅的方程式為_____________________________________________。
(3)操作Ⅰ為________,操作Ⅱ為__________________________________________。
(4)操作Ⅲ,需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是________________________。
(5)溶液G用E酸化的方程式為____________________________________________。
【答案】(1)干燥劑 催化劑 O===C===O
(2)SiO2+2CSi+2CO
(3)過濾 蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶
(4)防止鎂離子水解
(5)Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓
48.海水是寶貴的資源寶庫,目前氯堿工業(yè)、海水提鎂、海水提溴為人類提供了大量工業(yè)原料。如圖是海水綜合利用的部分流程圖,據圖回答問題:
(1)由海水曬制的粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO等離子,為除去這些離子,所加試劑及其先后順序為(寫化學式):
________________________________________________________________________。
(2)①電解飽和食鹽水的化學方程式為_________________________________。
②制取MgCl2的過程中涉及反應:MgCl26H2OMgCl2+6H2O,該反應要在HCl氣氛中進行,原因是____________________________________________。
(3)苦鹵中通入Cl2置換出Br2,吹出后用SO2吸收,寫出用SO2吸收發(fā)生的離子方程式:________________________________________________________________________,
由此判斷Cl2、Br2、SO2的氧化性由強到弱的順序為_____________________________。
(4)也有工藝是在吹出Br2后用碳酸鈉溶液吸收,生成溴化鈉和溴酸鈉,同時有CO2放出,該反應的離子方程式是____________________________________;
最后再用H2SO4處理得到Br2,之后加入CCl4進行Br2的萃取,最終用________方法得到單質Br2。
【答案】(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(NaOH和Na2CO3順序可調換)
(2)①2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH
②防止MgCl2水解
(3)Br2+SO2+2H2O===2Br-+4H++SO
Cl2>Br2>SO2
(4)3Br2+3CO===5Br-+BrO+3CO2↑ 蒸餾
49.氯化亞砜(SOCl2)是一種液態(tài)化合物,沸點為77 ℃,在農藥、制藥行業(yè)中用途廣泛。SOCl2遇水劇烈反應,液面上產生白霧,并帶有刺激性氣味的氣體產生。實驗室合成原理:SO2+Cl2+SCl2===2SOCl2,部分裝置如圖所示,回答以下問題:
(1)實驗室制取SOCl2在三頸燒瓶中進行,整個裝置所選儀器的連接順序是⑥→__________→①,②←_________(某些儀器可以多次使用)。
(2)冷凝管口③是________口(填“進水”或“出水”),冷凝管上連接的干燥管的作用是___________________。
(3)實驗室制Cl2的離子方程式為_______________________________________。
SOCl2與水反應的化學方程式為__________________________________________。
(4)已知SCl2的沸點為50 ℃。實驗結束后,將三頸燒瓶中混合物分離開的實驗操作名稱是________。若反應中消耗的Cl2的體積為896 mL(標準狀況,SO2足量),最后得到純凈的SOCl2 6.76 g,則SOCl2的產率為________(保留兩位有效數(shù)字)。
(5)取少量的SOCl2加入足量NaOH溶液,振蕩、靜置得到無色溶液,檢驗溶液中存在Cl-的方法是_______________________________________________。
【答案】(1)?→?→⑨→⑩ ⑩←⑨←⑦
(2)進水 吸收逸出的Cl2、SO2,防止空氣中的水蒸氣進入反應裝置而使SOCl2水解
(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
(4)蒸餾 71%
(5)取少量溶液于試管中,加入過量Ba(NO3)2溶液,靜置,取上層清液,滴加稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,產生白色沉淀,則說明溶液中有Cl-
50.IBr、ICl、BrF3等稱為鹵素互化物,(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等稱為擬鹵素,它們的化學性質均與鹵素單質相似,請回答下列問題:
(1)氯化碘(ICl)中碘元素的化合價為________;它與水反應的化學方程式為ICl+H2O===HIO+HCl,該反應的反應類型為______________(填中學常見的無機反應類型)。
(2)溴化碘(IBr)具有強氧化性,能與Na2SO3溶液反應,發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
(3)①已知某些離子的還原性強弱順序為I->SCN->CN->Br->Cl-?,F(xiàn)將幾滴KSCN溶液滴入到含少量Fe3+的溶液中,溶液立即變紅,向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液,觀察到紅色逐漸褪去,請利用平衡移動原理解釋這一現(xiàn)象:___________________________。
②下列物質中,也可以使該溶液紅色褪去的是________(填字母)。
A.新制氯水 B.碘水 C.SO2 D.鹽酸
(4)KCN為劇毒物質,處理含有KCN的廢水常用的方法:在堿性條件下用NaClO溶液將CN-氧化為 CO和一種單質氣體,該反應的離子方程式為________________________。
(5)已知HCN的電離常數(shù)K=6.210-10,H2CO3的電離常數(shù)K1=4.510-7,K2=4.710-11,則下列離子方程式能發(fā)生的是________(填字母)。
A.CN-+CO2+H2O===HCN+HCO
B.2HCN+CO===2CN-+CO2↑+H2O
C.2CN-+CO2+H2O===2HCN+CO
D.HCN+CO===CN-+HCO
【答案】(1)+1 復分解反應
(2)IBr+SO+H2O===I-+Br-+SO+2H+
(3)①酸性高錳酸鉀溶液將SCN-氧化,減小了SCN-的濃度,使反應Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡不斷向左移動,最終Fe(SCN)3完全反應,紅色消失?、贏C
(4)2CN-+5ClO-+2OH-===2CO+5Cl-+N2↑+H2O
(5)AD
“強酸制取弱酸”的規(guī)律知,A、D正確。
51..二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59 ℃,沸點為11.0 ℃,易溶于水。工業(yè)上用潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 ℃時反應制得,某學生擬用下圖所示的裝置模擬制取并收集ClO2。
(1)B必須放在冰水浴中控制溫度,其原因是____________________________________。
(2)反應后在裝置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2飽和溶液在溫度低于38 ℃時析出的晶體是NaClO23H2O,在溫度高于38 ℃時析出的晶體是NaClO2。根據如圖所示的NaClO2溶解度曲線,請補充從NaClO2溶液中制NaClO2的操作步驟:①____________;②____________;③洗滌;④干燥。
(3)亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強氧化性漂白劑,廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學查閱資料后設計生產NaClO2的主要流程如下。
①Ⅰ、Ⅲ中發(fā)生反應的還原劑分別是________、________(填化學式)。
②Ⅱ中反應的離子方程式是_____________________________________________。
③ClO2是一種高效水處理劑,可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。寫出該反應的化學方程式:________________________________________________________________________。
④NaClO2變質可分解為NaClO3和NaCl。取等質量變質前后的NaClO2試樣均配成溶液,分別與足量FeSO4溶液反應時,消耗Fe2+的物質的量________(填“相同”“不同”或“無法判斷”)。
【答案】(1)使ClO2充分冷凝,減少揮發(fā)
(2)蒸發(fā)結晶 趁熱過濾
(3)①Na2SO3 H2O
②2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2↑+2H2O
③5NaClO2+4HCl===5NaCl+4ClO2↑+2H2O
④相同
52.H2O2廣泛應用于化學品合成、紙漿和紡織品的漂白,是環(huán)保型液體漂白劑。有研究表明,H2O2溶液的漂白性是HO所致。
(1)H2O2溶液顯弱酸性,測得0.15 molL-1 H2O2溶液pH約為6。寫出H2O2生成HO的電離方程式:__________________________________。
(2)其他條件相同時,研究不同初始pH條件下H2O2溶液的漂白效果,結果如下:
由上圖可得到的結論是____________________________________,
結合平衡移動原理簡述理由:__________________________________________。
(3)實驗發(fā)現(xiàn):若pH>11,則H2O2溶液的漂白效果隨pH增大而降低。針對這一現(xiàn)象,繼續(xù)進行實驗,發(fā)現(xiàn)溶液中H2O2的分解與pH有關。測定不同初始pH條件下,初始濃度均為0.15 molL-1的H2O2溶液發(fā)生分解反應,結果如下:
初始pH
pH=10
pH=12
1小時后H2O2溶液濃度
0.13 molL-1
0.07 molL-1
1小時后pH
沒有明顯變化
沒有明顯變化
查閱資料:HO+H2O2===H2O+O2+OH-。
①結合離子方程式解釋1小時后pH沒有明顯變化的原因:______________________。
②從反應速率的角度分析pH過大,H2O2溶液漂白效果會降低的原因:____________。
【答案】(1)H2O2HO+H+
(2)其他條件相同時,初始pH越大染料脫色率越高,即H2O2的漂白效果越好
c(OH-)增大,促使H2O2HO+H+正向移動,c(HO)增大,漂白效果增強
(3)①堿性條件下:H2O2+OH-===HO+H2O,又知HO+H2O2===H2O+O2+OH-,OH-可看作是H2O2分解反應的催化劑,故反應前后pH不變
②pH過大,H2O2分解過快,使參與漂白的c(HO)下降,故漂白效果降低
【解析】(1)H2O2溶液顯弱酸性,電離是微弱的,用可逆號,故H2O2生成HO的電離方程式為H2O2HO 53.氯和硫是重要的非金屬元素,兩者存在SCl2、S2Cl2、SO2Cl2等多種化合物。
(1)S2Cl2是黃綠色油狀液體,沸點為136 ℃。其分子結構中每個原子均滿足8電子穩(wěn)定結構,S2Cl2的電子式為__________________________。將Cl2通入熔融態(tài)S中可制得S2Cl2(溶有少量S),要得到較純的S2Cl2,采用的實驗操作方法是________。
(2)磺酰氯(SO2Cl2)極易水解,水解后溶液呈強酸性,寫出該反應的化學方程式:_________________;
磺酰氯具有較強的氧化性,可以和白磷發(fā)生反應:P4+10SO2Cl2===4PCl5+10SO2↑,若生成1 mol SO2,則轉移電子的物質的量為________。
(3)下列可作為判斷S和Cl非金屬性強弱依據的是________(填字母)
a.跟金屬反應時,硫被還原為-2價,氯被還原為-1價
b.HClO3酸性比H2SO3強
c.Na2S溶液中通入Cl2,有淡黃色沉淀產生
d.HCl的穩(wěn)定性強于H2S
【答案】(1) 蒸餾
(2)SO2Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl 2 mol (3)cd
【解析】(1)S2Cl2中每個原子都達到8電子的穩(wěn)定結構,則電子式為,利用沸點的不同采用蒸餾的方法分離S與S2Cl2。(2)SO2Cl2與H2O反應生成H2SO4和HCl,依據原子守恒即可寫出化學方程式為SO2Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl;由化學方程式可知每生成1 mol SO2,S的化合價由+6價降低到+4價,得2 mol電子。(3)a.跟金屬反應時,硫被還原為-2價,氯被還原為-1價,與非金屬性強弱無關;b.最高價含氧酸酸性越強非金屬性越強,應比較HClO4與H2SO4的酸性,錯誤;c.Cl2可以把S從鹽溶液中置換出來,Cl的非金屬性強于S,正確;d.HCl的穩(wěn)定性強于H2S,非金屬性越強,氫化物越穩(wěn)定,Cl的非金屬性強于S,正確。
54.過氧化氫(H2O2,俗稱雙氧水,無色液體)是一種應用廣泛的化工原料。
請回答下列問題:
(1)過氧化氫的電子式為____________。
(2)工業(yè)上用電解硫酸氫銨水溶液的方法制備過氧化氫,其反應原理是:
2NH4HSO4(NH4)2S2O8+H2↑,
(NH4)2S2O8+2H2O===2NH4HSO4+H2O2
其流程如下:
①電解硫酸氫銨溶液時,陰極的電極反應式為__________________________________。
②制備過程中,采用減壓蒸餾的原因是________________________________,可循環(huán)利用的物質是______________________________________________。
(3)在火箭推進器中裝有液態(tài)H2O2和液態(tài)肼(N2H4),當它們混合時,即產生大量的氮氣和水蒸氣,并放出大量的熱量。已知一些化學鍵的鍵能數(shù)據如下:
化學鍵
N—N
NN
NN
H—H
N—H
H—O
O—O
OO
E/(kJmol-1)
159
419
945
436
389
465
138
498
寫出肼和雙氧水反應的熱化學方程式:_____________________________。上述反應物用于火箭推進劑,除釋放大量熱和快速產生大量氣體外,還有一個很突出的優(yōu)點是____________________。
(4)H2O2的用途廣泛。
①用雙氧水把黑色PbS轉化為白色PbSO4,修復變黑的古代油畫,該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。
②堿性溶液中,H2O2可以吸收工業(yè)尾氣中的ClO2,同時制得NaClO2,反應的離子方程式為__________________。
【答案】(1)
(2)①2H++2e-===H2↑
②過氧化氫不穩(wěn)定,受熱易分解,減壓使液體沸點降低 NH4HSO4
(3)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-814 kJmol-1 生成N2和H2O,對環(huán)境無污染
(4)①4∶1
②H2O2+2OH-+2ClO2===2ClO+O2↑+2H2O
kJmol-1,所以該反應的熱化學方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-814 kJmol-1;上述反應用于火箭推進劑,除釋放大量熱和快速產生大量氣體外,還有一個很突出的優(yōu)點是生成
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