文档内容
第五章 化工生产中的重要非金属元素
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．(2019·高考北京卷)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的
无机非金属材料的是( )
A.4.03米大口径碳化 B.2022年冬奥会聚氨 C.能屏蔽电磁波的碳 D.“玉兔二号”钛合
硅反射镜 酯速滑服 包覆银纳米线 金筛网轮
解析：选A。SiC中的C、Si分别为第二周期和第三周期的第ⅣA族元素，二者均为非金
属元素，形成的SiC为无机非金属材料，A项正确；聚氨酯中含有C、H、N等元素，三种元素
不属于同主族元素，且聚氨酯为有机材料，B项错误；碳包覆银纳米线由C、Ag元素组成，但
两种元素不是同主族元素，C项错误；钛合金是金属材料，D项错误。
2．下列表述正确的是( )
A．硅晶体具有半导体性能，可用于光导纤维
B．常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸
C．浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化
D．SO 能使酸性KMnO 溶液褪色，体现了SO 的漂白性
2 4 2
解析：选B。光导纤维的主要成分为二氧化硅，不是晶体硅，A错误；浓硝酸具有强氧化
性，常温下铁遇浓硝酸钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸，B正确；浓硫酸具有脱水性，能使蔗
糖炭化，C错误；SO 能使酸性KMnO 溶液褪色是因为二氧化硫具有还原性，能够还原高锰
2 4
酸钾，D错误。
3．下列实验过程中，始终无明显现象的是( )
A．将NO 通入FeSO 溶液中
2 4
B．将CO 通入BaCl 溶液中
2 2
C．将NH 通入AlCl 溶液中
3 3
D．将SO 通入已酸化的Ba(NO ) 溶液中
2 3 2
解析：选B。将NO 通入FeSO 溶液中，NO 与水反应生成的HNO 能将Fe2＋氧化为Fe3
2 4 2 3
＋，溶液由浅绿色变为棕黄色，A项错误；将CO 通入BaCl 溶液中，无明显现象，B项正确；将
2 2
NH 通入AlCl 溶液中：Al3＋＋3NH ·HO===Al(OH) ↓＋3NH，产生Al(OH) 白色沉淀，C项
3 3 3 2 3 3
错误；将SO 通入已酸化的Ba(NO ) 溶液中，在酸性条件下NO能将SO 氧化为SO，与Ba2＋
2 3 2 2
反应产生BaSO 白色沉淀，D项错误。
4
4．下列实验室制取NH 并进行干燥、收集验满和尾气处理的各装置和原理能达到实验
3
目的的是( )解析：选D。氯化铵受热分解为氨和氯化氢，在试管口遇冷又化合为氯化铵，不能得到氨，
A错误；浓硫酸与氨反应，不能干燥氨，B错误；由于氨密度小于空气，导气管应伸入到试管
底部进行气体的收集，C错误；氨极易溶于水，易产生倒吸现象，用倒置的漏斗能防倒吸，D
正确。
5．某同学设计如图所示的微型实验装置验证SO 的性质，通过分析实验，下列结论表达
2
正确的是( )
A．a棉球褪色，验证SO 具有氧化性
2
B．b棉球褪色，验证SO 具有酸性氧化物的通性
2
C．c棉球蓝色褪去，验证SO 具有漂白性
2
D．可以使用浓硫酸吸收尾气
解析：选B。a棉球中品红褪色，可以验证SO 具有漂白性，故A错误；b棉球褪色，SO 与
2 2
碱液反应，碱性减弱，溶液褪色，验证SO 具有酸性氧化物的性质，故B正确；碘与SO 和水
2 2
反应生成氢碘酸和硫酸，碘单质反应完全，c棉球蓝色褪去，可以验证SO 具有还原性，故C
2
错误；SO 尽管有还原性，但不能被浓硫酸氧化，因此不能用浓硫酸吸收尾气，SO 具有酸性
2 2
氧化物的性质，可以用碱液吸收尾气，故D错误。
6．(2018·高考全国卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有
关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH 是形成无机颗粒物的催化剂
3D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
解析：选C。雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物
中含有NH NO 和(NH )SO ，B项正确；根据图示可知空气中NO、SO 等分别转化为HNO、
4 3 4 2 4 x 2 3
HSO 后，吸收空气中的NH 生成NH NO 和(NH )SO ，即NH 是形成无机颗粒物的反应物，
2 4 3 4 3 4 2 4 3
C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH 浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。
3
7．(2019·高考全国卷Ⅰ)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与
化学有着密切的关系。下列说法错误的是( )
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
解析：选A。“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色，
A项错误；秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B项正确；陶瓷以黏土为原料，经高
温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C项正确；陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐
中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。
8．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中，正确的是( )
A．常温下都能用铁制或铜制容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．常温下都能和碳反应产生两种气体
D．浓硫酸有强氧化性，但可用来干燥SO
2
解析：选D。常温下铁遇浓硝酸、浓硫酸可发生钝化，常温下都能用铁制容器贮存，浓硫
酸与铜常温下不反应，浓硝酸与 Cu 不加热即可反应，化学方程式为 Cu＋
4HNO(浓)===Cu(NO)＋2NO ↑＋2HO，故A错误；浓硝酸易挥发，溶质减少，浓度减小，而
3 3 2 2 2
浓硫酸具有吸水性，溶剂增多，浓度减小，但酸液质量前者减轻，后者增重，故B错误；在常
温下都不反应，加热条件下，浓硫酸和浓硝酸都与碳发生氧化还原反应生成气体氧化物和水，
碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，该反应的化学方程式为 C＋4HNO
3
(浓)=====4NO ↑＋CO↑＋2HO，碳与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，该反应的
2 2 2
化学方程式为C＋2HSO (浓)=====2SO ↑＋CO↑＋2HO，故C错误；二氧化硫中硫元素
2 4 2 2 2
的化合价为＋4价，硫酸中硫元素的化合价为＋6价，二者元素化合价相邻，不发生氧化还原
反应，所以浓硫酸虽有强氧化性，但可用来干燥SO ，体现吸水性，故D正确。
2
9.如图是进行气体性质实验的常用装置，下列对有关实验现象的描述
中，不正确的是( )
A．若水槽中盛有水，试管中盛满SO ，可看到试管中液面上升
2
B．若水槽中盛有水，试管中盛满NO ，可看到试管中液面上升并充满试管
2
C．若水槽中盛有水(滴有酚酞)，试管中是NH ，可看到试管内液面上升并呈红色
3
D．若水槽中盛有NaOH溶液，试管中是Cl，可看到试管内液面上升，黄绿色褪去
2
解析：选B。SO 易溶于水，溶于水的SO 部分与水反应生成亚硫酸，则可以看到液面上
2 2升，故A正确；NO 与水反应生成硝酸和NO，NO不溶于水，则看到液面上升，但水不会充满
2
整个试管，故B错误；氨极易溶于水，溶于水的氨部分与水反应生成一水合氨，一水合氨电离
使溶液显碱性，遇酚酞变红，则看到液面上升并呈红色，故C正确；氯气与NaOH溶液反应生
成NaCl、NaClO、水，则看到液面上升、试管中黄绿色褪去，故D正确。
10．对下列事实的解释正确的是( )
A．蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟，说明硫酸与氨不反应
B．医疗上可用硫酸钡做X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于酸
C．SO 能用浓硫酸干燥，是因为SO 无还原性
2 2
D．常温下，浓HNO 可以用铝制容器贮存，说明铝与浓硝酸不反应
3
解析：选B。蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟，是由于浓硫酸没有挥发
性，并不是不反应，A错误；医疗上可用硫酸钡做X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不
溶于酸，也不能被X光透过，B正确；SO 具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，但由于硫元素
2
在＋4价与＋6价之间没有中间价态，二者不能发生反应，因此SO 可以用浓硫酸干燥，C错
2
误；常温下，浓HNO 可以将金属Fe、Al氧化，在金属表面产生一层致密的氧化物膜，阻止金
3
属的进一步氧化，可以用铝制容器贮存，不是说明Al与浓硝酸不反应，D错误。
11．如表所示有关物质检验的实验结论正确的是( )
选项 实验操作及现象 实验结论
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀
A 该溶液中一定含有SO
生成
向某溶液中加入盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水
B 该溶液一定含有CO
中，澄清石灰水变浑浊
C 将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 该气体一定是SO
2
向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热，生成的气体使
D 该溶液一定含有NH
湿润的红色石蕊试纸变蓝
解析：选D。SO的检验，应该先加盐酸，再加氯化钡溶液，否则会受到银离子等其他离子
的干扰，故A错误；向某溶液中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变
浑浊，该溶液可能是碳酸盐溶液、碳酸氢盐溶液或亚硫酸盐溶液等，故B错误；能使品红溶液
褪色，说明气体具有漂白性，气体可能为氯气、二氧化硫等，故C错误；向某溶液中加入氢氧
化钠溶液并加热，生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味的气体，证明原溶液一定
含有NH，故D正确。
12．甲和乙两种物质混合反应(反应可加热)，将所得气体通入适量的丙中，丙中不能产生
明显化学现象的是( )
选项 甲 乙 丙
A C 浓硫酸 澄清石灰水
B MnO 稀盐酸 品红溶液
2
C 浓氨水 碱石灰 AlCl 溶液
3
D Cu 浓硝酸 Ba(HSO ) 溶液
3 2解析：选B。A项，C与浓硫酸在加热条件下反应生成CO、SO 和HO，澄清石灰水能与
2 2 2
CO、SO 反应产生白色沉淀；B项，MnO 与稀盐酸不反应，加热时也得不到Cl，所以品红溶
2 2 2 2
液不褪色；C项，浓氨水与碱石灰作用可得NH ，NH 通入AlCl 溶液反应产生白色沉淀；D项，
3 3 3
Cu与浓硝酸反应产生NO ，NO 溶于水生成HNO 和NO，HNO 能将HSO氧化为SO，从而
2 2 3 3
产生BaSO 白色沉淀。
4
13．将含有等体积NH 、CO、NO的混合气体依次通过盛有浓HSO 、NaO 和NaCO 溶
3 2 2 4 2 2 2 3
液的装置，充分作用后，最后得到的气体是( )
A．CO 和NO B．CO
2 2
C．NO D．NO
2
解析：选A。气体通过浓HSO 时，NH 被吸收；通过NaO 时CO 被吸收，放出O，产生
2 4 3 2 2 2 2
的O 与NO恰好完全反应生成和NO等体积的NO ；当NO 通过NaCO 溶液时，NO 与水反
2 2 2 2 3 2
应生成硝酸和NO，硝酸和NaCO 反应产生CO。
2 3 2
14．下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是( )
选项 试剂 试纸或试液 现象 结论
浓氨水、 湿润的红色 NH 为碱
3
A 变蓝
生石灰 石蕊试纸 性气体
浓盐酸、 HCl为酸
B 紫色石蕊试液 变红
浓硫酸 性气体
浓盐酸、 湿润的淀粉 Cl 具有
2
C 变蓝
二氧化锰 碘化钾试纸 氧化性
亚硫酸钠、 SO 具有
2
D 品红溶液 褪色
硫酸 还原性
解析：选D。A项，NH 可以采取浓氨水和生石灰反应制取，可用湿润的红色石蕊试纸检
3
验，试纸变蓝，说明NH 为碱性气体，正确；B项，利用浓硫酸的高沸点和遇浓盐酸放热的性
3
质，可以制取HCl气体，紫色石蕊试液变红，说明HCl气体为酸性气体，正确；C项，浓盐酸和
二氧化锰加热可以制取Cl，Cl 可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，说明KI转化
2 2
为I，则说明Cl 有强氧化性，正确；D项，SO 使品红溶液褪色体现的是SO 的漂白性，错误。
2 2 2 2
15.如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管胶头，
使液体Y滴入瓶中，振荡，一会儿可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能
是( )
A．X是HCl，Y是饱和食盐水
B．X是CO，Y是稀硫酸
2
C．X是SO ，Y是NaOH溶液
2
D．X是NH ，Y是NaNO 溶液
3 3
解析：选B。当滴入的液体Y将锥形瓶中的气体X溶解或发生反应后，使锥形瓶中的压
强减小，大气压通过导管将空气压入小气球a使它鼓胀起来。CO 不溶于稀硫酸也不与其反
2
应，所以不可能是B，其他选项均可使小气球a鼓起。16.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。
向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被
还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随
铁粉质量增加的变化曲线如图所示。
下列分析错误的是( )
A．AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．第二份溶液中最终溶质为FeSO
4
C．原混合酸中NO的物质的量为0.4 mol
D．混合酸中HSO 的浓度为5 mol·L－1
2 4
解析：选D。由题图可知，OA段发生反应Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2HO，AB段
2
发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段发生反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑，反应中NO全部参与
2
反应，最终第二份溶液中的溶质是FeSO ，A、B选项正确；第一份溶液中NO全部参与反应，
4
消耗铜的物质的量为＝0.3 mol，根据反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4HO可知，
2
参与反应的NO为0.2 mol，所以原混合酸中NO的物质的量为0.4 mol，C选项正确；第二份
溶液中n(SO)＝n(Fe2＋)＝n(Fe)＝＝0.4 mol，则混合酸中硫酸的浓度为＝4 mol·L－1，D选项错
误。
二、非选择题(本题包括4个小题，共52分)
17．(12分)在一定条件下，某些化学反应可用右面框图表示，请回答下
列问题。
(1)若A、C、D均含有氯元素，D由三种元素组成，且A中氯元素的化
合价介于C与D之间，写出该反应产物D的一种用途：_______________________。
(2)若A为一种单质，C、D均为气体且C能使澄清石灰水变浑浊，则B为________。
(3)若 C 为一种极易溶于水的气体，D 为一种盐，试写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)若C为红棕色气体，D为一种盐，写出符合上述框图反应关系的化学方程式：
________________________________________________________________________
(写出其中的一个即可)。
解析：(1)该反应为氯气与碱(如氢氧化钠)的反应，C为氯化钠，D为次氯酸钠。
(2)该反应可能为炽热的木炭与浓硫酸或浓硝酸的反应。
(3)该反应是实验室中制备氨的反应，C为氨，D为氯化钙。
(4)联系(2)可知该反应为浓硝酸与金属的反应。
答案：(1)漂白或杀菌消毒等 (2)浓硫酸或浓硝酸
(3)2NH Cl＋Ca(OH) =====CaCl ＋2HO＋2NH ↑
4 2 2 2 3
(4)Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO)＋2NO ↑＋2HO(答案合理即可)
3 3 2 2 2
18．(14分)(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③
浓硝酸、④稀硝酸，能随即发生剧烈反应的是________(填序号，下同)，常温下缓慢反应(或微
热后能发生剧烈反应)的是________，常温下不反应，但加热后发生剧烈反应的是________，加热也不发生反应的是________。由此可以得到上述四种溶液氧化性由强到弱的顺序是
________________________________________________________________________。
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图所示装置中，一段时
间后再将铜与浓硝酸反应产生的气体Y持续通入该装置中，可观察到的现象
有________(填字母，下同)。
A．通入X气体后产生白色沉淀
B．通入X气体后溶液中无明显现象
C．通入Y气体后开始产生沉淀
D．通入Y气体后沉淀溶解
E．通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是________。
A．HNO 的酸性比HSO 的强
3 2 4
B．盐酸的酸性比HSO 的强
2 3
C．HNO 能氧化HSO (或SO )
3 2 3 2
D．BaSO 不溶于水也不溶于HNO 溶液
4 3
解析：(2)因为HCl的酸性比HSO 的强，所以SO 与BaCl 溶液不反应，即持续通入X气
2 3 2 2
体(SO )后溶液中无明显现象；NO 与水反应生成NO和HNO，HNO 将HSO (或SO )氧化生
2 2 3 3 2 3 2
成SO，所以通入Y气体(NO )后开始生成BaSO 沉淀。
2 4
答案：(1)③ ④ ① ② ③＞④＞①＞② (2)BC BCD
19．(12分)已知：Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO)＋2NO ↑＋2HO。某校化学兴趣小组用如
3 3 2 2 2
下装置图验证NO 的氧化性和NO的还原性。
2
请回答下列问题：
(1)甲中反应的离子方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)说明NO 具有氧化性的现象是__________________________________________。
2
(3)说明NO具有还原性的操作和现象是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)小组一成员对实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO 的氧化性，他
2
的理由是____________________________________________________________________。
经小组讨论，他们设计了以下方案，其中合理的是_____________________________。
A．NO 与HCl气体混合
2
B．NO 与HS气体混合
2 2C．NO 通入NaS溶液中
2 2
解析：(1)硝酸是一种强酸，在书写离子方程式时浓硝酸可以拆写成离子形式，所以浓硝
酸与铜反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO ↑＋2HO。
2 2
(2)若乙试管中溶液变蓝，说明I－被NO 氧化为I。
2 2
(3)NO具有还原性可通过与氧气反应生成NO 体现。
2
(4)因为NO 和水反应生成的HNO 是一种氧化性酸，也可将I－氧化成I，使溶液变蓝，
2 3 2
无法确认NO 是否有氧化性。所以要证明NO 的氧化性，必须消除硝酸的干扰，所选用的物
2 2
质中不能含水。所以可以将NO 通入盛有HS气体的容器，不仅能观察到有黄色固体生成，
2 2
还能观察到NO 被还原，红棕色消失的现象。
2
答案：(1)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO ↑＋2HO
2 2
(2)乙试管中溶液变蓝
(3)打开活塞，挤压空气囊；丙中气体由无色变为红棕色
(4)NO 和水反应生成的HNO 是一种氧化性酸，也可将I－氧化成I，使溶液变蓝 B
2 3 2
20．(14分)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答下列问题：
(1)实验室常用加热 NH Cl 与 Ca(OH) 固体制取氨，该反应的化学方程式为
4 2
________________________________________________________________________。
(2)若要收集一瓶氨，请将下列装置补充完整，在虚框内画出连接图。
(3)下列试剂不能用于干燥NH 的是________。
3
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体
(4)工业上以NH 、空气、水为原料生产硝酸分为三步：
3
①NH →NO
3
化学方程式为__________________________________________________________。
②NO→NO
2
实验现象是____________________________________________________________。
③NO ――→HNO
2 3
氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。(5)图1中，实验室只用一种物质将NO 直接转化为硝酸且绿色环保，则该物质的化学式
为________。
(6)图1中，X的化学式为________，从物质性质上看，X属于________氧化物。
解析：(1)实验室常用加热NH Cl与Ca(OH) 固体制取氨，生成氯化钙、氨和水，化学方程
4 2
式为2NH Cl＋Ca(OH) =====CaCl ＋2NH ↑＋2HO。
4 2 2 3 2
(2)氨极易溶于水，密度比空气小，只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出。
(3)浓硫酸能和氨反应，不能干燥氨，故A符合题意；碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合
物，可以干燥氨，故B不符合题意；NaOH固体吸收水分且不与氨反应，可以干燥氨，故C不
符合题意。
(4)①氨的催化氧化：4NH ＋5O=====4NO＋6HO；
3 2 2
②NO→NO 的实验现象是无色气体变为红棕色；
2
③二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸，反应的化学方程式为3NO ＋HO===2HNO
2 2 3
＋NO，反应中二氧化氮化合价由＋4价变为＋5价和＋2价，氧化剂与还原剂的物质的量之
比为1∶2。
(5)图 1 中，实验室只用一种物质将 NO 直接转化为硝酸且绿色环保：3HO ＋
2 2
2NO===2HNO ＋2HO，则该物质的化学式为HO。
3 2 2 2
(6)由图1分析可知X的化合价与硝酸相同，为＋5价，物质类型为氧化物，则X的化学
式为N
2
O
5,
从物质性质上看，X属于酸性氧化物。
答案：(1)2NH Cl＋Ca(OH) =====CaCl ＋2NH ↑＋2HO
4 2 2 3 2
(2)
(3)A (4)①4NH ＋5O=====4NO＋6HO ②无色气体变为红棕色 ③1∶2 (5)H O
3 2 2 2 2
(6)N O 酸性
2 5
