高二化学非金属元素及其化合物练习题（带答案）

非金属元素及其化合物
1．(2014?宁德模拟)对于下列事实的解释错误的是(　　)
A．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性
B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定
C．常温下，浓硝酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硝酸不反应
D．浓硫酸常温下与铜不反应，加热时才能发生反应
解析：常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，故浓硝酸可以用铝罐贮存。
答案：C
2．有一瓶可能部分被氧化的Na2SO3溶液，某同学进行如下实验：取少量此溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。下列有关此实验的结论正确的是(　　)
A．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B．加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4
C．加硝酸后的白色沉淀不一定是BaSO4
D．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
解析：NaSO3具有还原性，放置在空气中易被氧化为Na2SO4，取少量溶液加入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，可能是BaSO3，亦可能是BaSO4，亦可能二者兼有，加入足量的稀硝酸，仍有白色沉淀，此时沉淀为BaSO4；因BaSO3、BaSO4都是白色沉淀，并且硝酸可以将BaSO3氧化成BaSO4，故此实验不能确定Na2SO3溶液是否部分被氧化，故A、B、C项错误，D项正确。
答案：D
3．(2010?临沂模拟)下列有关化学知识在生产、生活中应用的叙述正确的是(　　)
①工业上合成新型氮化硅(Si3N4)陶瓷需要在高温、空气气氛中进行　②钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳　③海水淡化和工业生产及生活废水的再生利用，是解决缺水问题的有效途径　④高铁酸钠(Na2FeO4)和Cl2O都能作净水剂，其原理完全相同　⑤液氯罐泄漏时，可将其移入水塘中，并向水塘中加入生石灰
A．①②③　　　　　　　　B．②④
C．③④⑤ D．③⑤
解析：①：合成Si3N4陶瓷应隔绝空气；②：若将生铁中的碳全部除去，得到纯铁，其机械性能远远低于铁合金；④：Na2FeO4作净水剂有两个作用：一是＋6价的铁具有极强的氧化性，从而起到杀菌消毒效果，同时其被还原为＋3价铁，Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物，而Cl2O作净水剂时，只是起到杀菌消毒效果；⑤：Cl2能与Ca(OH)2溶液反应而被除去。
答案：D
4．X、Y、Z是三种常见的单质，甲、乙 是两种常见的化合物。下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是：(　　)
选项XYZ甲乙
AH2SiCl2SiCl4HCl
BMgCO2CO2MgO
CZnFeCl2FeCl2ZnCl2
DO2N2H2NH3H2O
解析：解答本题时，可将选项代入框图逐一验证，因为Fe与Cl2反应生成的是FeCl3而不是FeCl2，所以C项不符合。
答案：C
5．(2010?全国卷Ⅱ)A、B、C、D、E、F、G、H和I是中学化学中常见的气体，它们均由短周期元素组成，具有如下性质：
①A、B、E、F、G能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，I能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D、H不能使湿润的石蕊试纸变色；
②A和I相遇产生白烟；
③B和E都能使品红溶液褪色；
④将红热的铜丝放入装有B的瓶中，瓶内充满棕黄色的烟；
⑤将点燃的镁条放入装有F的瓶中，镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，瓶内壁附着黑色颗粒；
⑥C和D相遇生成红棕色气体；
⑦G在D中燃烧可以产生E和H2O；
⑧将B和H在瓶中混合后于亮处放置几分钟，瓶内壁出现油状液滴并产生A。
回答下列问题：
(1)A的化学式是________________，②中烟雾的化学式是________________；
(2)④中发生反应的化学方程式是_______________________________________；
(3)⑤中发生反应的化学方程式是__________________________________________；
(4)C的化学式是________，D的化学式是________；
(5)⑦中发生反应的化学方程式是______________________________________；
(6)H的化学式是________。
解析：本题考查常见气体的化学性质，意在考查考生能否将常见气体归纳，形成知识网络，达到灵活运用的能力。根据I气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，可以确定I是NH3；根据I与A相遇可以产生白烟，确定A是HCl；B、E具有漂白性，可推测为Cl2和SO2，其中B与铜丝反应有棕黄色的烟生成，确定B是Cl2，E是SO2；镁条在F中燃烧有白色固体和黑色固体生成，确定是CO2与Mg的反应，则F是CO2；C和D相遇有红棕色气体生成，说明C和D可能是O2和NO，G在D中燃烧生成SO2(E)和H2O，根据质量守恒定律可以确定G为H2S，D为O2，则C是NO；再根据B(Cl2)与H混合，有油状液滴和A(HCl)生成，确定H是CH4。
答案：(1)HCl　NH4Cl
(2)Cu＋Cl2=====点燃CuCl2
(3)2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C
(4)NO　O2
(5)2H2S＋3O2=====点燃2H2O＋2SO2
(6) CH4(其他合理答案也给分)
(限时45分钟，满分100分)
一、(本题包括7小题，每小题6分，共42分)
1．(2014?广安调研)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是(　　)
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及
C．反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
解析：粗硅提纯涉及的反应：Si＋2Cl2=====高温SiCl4、SiCl4＋2H2=====高温Si＋4HCl都是，B错误；硅与氢氧化钠溶液反中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的只是水，C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。
答案：A
2．下列有关说法正确的是(　　)
A．SO2、漂白粉、活性炭、过氧化钠都能使红墨水褪色，其原理相同
B．用蒸馏水将红色石蕊试纸润湿，可用于检验氨气
C．某失去标签的试剂，开盖后冒白雾，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近有白烟生成，说明该试剂为浓盐酸
D．浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低，其原理相同
解析：SO2漂白是利用其与有色物质化合，生成不稳定的无色物质，漂白粉、过氧化钠漂白是利用其强氧化性，破坏有色物质的结构，而活性炭使红墨水褪色，是由于活性炭具有吸附性，将有色物质吸附在活性炭的表面，故漂白原理不同，A项错误；C项也可能是浓硝酸；浓硫酸浓度降低的原因是由于吸水，而浓盐酸浓度降低的原因是由于氯化氢气体的挥发，所以两者不能用同一原理解释，D项错误。
答案：B
3．(2014?山东师大附中模拟)下列各物质中，不能按 (“→”表示一步完成)关系相互转化的是(　　)
选项abc
AFeFeCl3FeCl2
BCl2NaClONaCl
CSiSiO2Na2SiO3
DHNO3NONO2
解析：Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液与铁粉反应生成FeCl2，铝能从FeCl2溶液中置换出铁单质，A项可以；Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO，NaClO溶液与SO2反应可生成NaCl，电解NaCl溶液可生成氯气，B项可以；铜与稀硝酸反应可生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，D项可以；C项Na2SiO3无法直接生成Si，C项错误。
答案：C
4．(2014?银川模拟)A是一种常见的单质，B、C为中学常见的化合物，A、B、C均含有元素X。它们有如下的转化关系(部分产物及反应条件已略去)：
下列判断正确的是(　　)
A．X元素可能为Al
B．X元素一定为金属元素
C．反应①和②互为可逆反应
D．反应①和②一定为氧化还原反应
解析：由于A为单质，而A与OH－反应后B、C均含有元素X，说明反应①发生了歧化反应，所以X元素一定为非金属元素，同理②也是氧化还原反应。
答案：D
5．下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符的是(　　)
解析：亚硫酸氢钠加入硝酸溶液中，硝酸跟亚硫酸氢钠间可能发生氧化还原反应(生成氮的氧化物和硫酸盐)，所以一开始就会有气体产物，图像A中的曲线不能正确反映实际情况。硫化氢通入氯水中，易发生反应：H2S＋Cl2===2HCl＋S↓，反应一开始溶液的pH会降低，图像B错误。氢氧化钠滴入碳酸氢钡溶液中，一开始就会有沉淀生成，图像C也不正确。CO2通入澄清石灰水中，反应分两个阶段，先是CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O，再是CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO－3，对应溶液的导电性先减弱，再增强，图像D正确。
答案：D
6．有一瓶无色溶液，可能含有K＋、Al3＋、Mg2＋、NH＋4、Cl －、SO2－4、HCO－3、MnO－4离子中的几种。为确定其成分，做如下实验：
①取部分溶液，加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解；
②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生。
下列推断正确的是(　　)
A．肯定有Al3＋、Mg2＋、NH＋4、Cl－
B．可能有Al3＋、Mg2＋、HCO－3
C．肯定无NH＋4、 MnO－4、SO2－4
D．肯定有Al3＋、Mg2＋、SO2－4
解析：MnO－4为紫色，肯定不存在；①加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体，说明不含NH＋4，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解，说明一定有Al3＋、Mg2＋，Al3＋与HCO－3不共存，则不含HCO－3，②说明一定含SO2－4，溶液中一定含有的离子为：Al3＋、Mg2＋、 SO2－4。
答案：D
7．(2014?福州模拟)足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体4.48 L(标准状况)，这些气体与一定体积 O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH 溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是60 mL。下列说法不正确的是(　　)
A．参加反应的硝酸是0.5 mL
B．消耗氧气的体积为1.68 L
C．此反应过程中转移的电子为0.6 mol
D．混合气体中含NO2 3.36 L
解析：由60 mL 5 mol/L NaOH溶液使Cu2＋恰好完全沉淀可知参加反应的铜为0.15 mol，此过程转移的电子为0.3 mol。由氮元素守恒Cu(NO3)2、NO2、NO中氮原子的物质的量之和与参加反应硝酸的物质的量相等，参加反应的硝酸为0.5 mol。根据电子守恒，若将NO2、NO氧化为硝酸消耗的氧气为0.3 mol÷4×22.4 L/mol＝1.68 L。由元素守恒和电子守恒列方程，可计算出NO2的体积为3.36 L。
答案：C
二、非(本题包括4小题，共58分)
8．(15分)(2014?枣庄质检)饮用水质量是关系人类健康的重要问题。
(1)氯气是最早用于饮用水消毒的物质，其消毒作用主要是氯气溶于水后生成了次氯酸，该反应的离子方程式为________________。
(2)写出工业上制取漂白粉的化学反应方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)ClO2被称为“第四代”饮用水消毒剂，因其高效率，无污染而被广泛使用。制备ClO2是发达国家普遍重视的课题，我国北京永利科技有限公司已用电解法批量生产ClO2。其反应原理为：4ClO－3＋4H＋=====通电　4ClO2↑＋O2↑＋2H2O，试写出两电极反应式。
阳极：____________________________；
阴极：____________________________。
(4)相同物质的量的氯气与二氧化氯消毒时转移电子数目之比是________。
(5)采用氧的一种同素异形体给自来水消毒，既提高了消毒效率、安全无副作用，又因为该物质在自然界中存在，对地球生命体起保护伞作用，该物质和氯气溶于水以及SO2的漂白原理分别是________；________；________。若将氯气与SO2二者混合，若想使石蕊试液褪色则n?Cl2?n?SO2?范围为________。
解析：(1)氯气与水反应的离子方程式为Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO。
(2)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，制取漂白粉是利用氯气与消石灰反应，化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
(3)阳极发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；阴极发生还原反应，电极反应式为4ClO－3＋4e－＋8H＋===4ClO2↑＋4H2O。
(4)1 mol Cl2消毒时转移电子为2 mol,1 mol二氧化氯消毒时转移电子为5 mol，二者转移电子数之比为2∶5。
(5)根据题中信息，氧气的同素异形体为臭氧，臭氧与氯气的漂白原理都是利用了其强氧化性，将有机色素氧化，漂白后不可恢复，SO2漂白是利用其与有色物质直接化合，生成不稳定的无色物质，褪色后在一定条件下又能恢复为原来的颜色；氯气与SO2混合，发生的反应为Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，若二者等物质的量混合，生成物无漂白性，若要使石蕊试液褪色，则要使氯气剩余，即n?Cl2?n?SO2?>1。
答案：(1)Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(3)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
4ClO－3＋4e－＋8H＋===4ClO2↑＋4H2O
(4)2∶5
(5)强氧化性　强氧化性　化合反应　>1
9．(12分)(2010?海南高考)A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。
A??→MnO2①B??→Fe点燃E??→CF和G的混合溶液
C??→MnO2②△D??→Fe，△G
请回答下列问题：
(1)物质C和E的名称分别为________、________；
(2)可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为________________；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为________；
(3)反应②的化学方程式为_______________________________________________；
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是________，实验现象为________________。
解析：由转化关系图可推B、D一个是Cl2，一个是O2，E和C反应生成F和G的混合物，可确定B为O2，D为Cl2，则C为浓盐酸，G为FeCl3，E为Fe3O4，F为FeCl2，根据实验室制O2的反应条件可知，常温下发生①，则A为H2O2，加热条件下发生①，则A为KClO3，为了防止Fe2＋被氧化，在其溶液中常加入铁屑，Fe3＋的检验常用试剂为KSCN，实验现象为血红色。
答案：(1)浓盐酸　四氧化三铁
(2)2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑　KClO3
(3)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(4)铁粉　KSCN溶液　溶液呈血红色
10．(15分)(2014?南通质检)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
请回答下列问题：
(1)装置F中发生反应的离子方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________；
(2)B装置的名称是_____________________________________________________；
(3)E装置的作用_______________________________________________________；
(4)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：__________________________________________________；
(5)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？
________________________________________________________________________。
解析：F、E、D是制取纯净干燥Cl2的装置，E吸收Cl2中的HCl气体，D干燥Cl2，B的作用是干燥NH3。(4)C中的白烟是NH4Cl，另一产物则是N2。(5)黄绿色气体为Cl2，需用碱液吸收。
答案：(1)4H＋＋2Cl－＋MnO2=====△　Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)干燥管　(3)除去氯气中的氯化氢
(4)3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl
(5)在G处连接导管，把尾气通入盛有烧碱溶液的烧杯中
11．(16分)某同学设计下列实验，来研究硫酸和硝酸的性质。
实验一：在一支试管中放入一块很小的铜片，再加入2 mL浓硫酸，然后把试管固定在铁架台上。把一小条蘸有品红溶液的滤纸放入带有单孔橡皮塞的玻璃管中。塞紧试管口，在玻璃管口处缠放一团蘸有Na2CO3溶液的棉花。给试管加热，观察现象。当试管中的液体逐渐透明时，停止加热。待试管中的液体冷却后，将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中，观察现象。
回答下列问题：
(1)a处反应的化学方程式为________________________________，计算放出112 mL气体(标准状况)，转移电子的物质的量为________________。
(2)试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为________________________。
待试管中反应停止后，给玻璃管放有蘸过品红溶液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化为________________________________________________________________________
________________________。
实验二：为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某同学设计了一个实验，其装置如下图所示(加热装置和固定装置均已略去)。A为注射器，B为两端长短不等的U形管，C是装有NaOH溶液的烧杯，D处是绕成螺旋状的铜丝，K1、K2是止水夹。
(1)实验时，为在D处收集到NO，以便观察颜色，必须事先在A中吸入一定量的空气。然后__________K1(“关闭”或“打开”)，从U形管左端注入稀硝酸，当看到________现象可以确定U形管中空气已被赶尽。
(2)然后给装置B微微加热，在装置D处产生无色气体，其反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
(3)如何证明D处聚集的是NO而不是H2?
________________________________________________________________________。
(4)实验现象观察完毕，关闭止水夹K1，打开止水夹K2，在重力作用下，U形管右端的红棕色混合气体被酸液压入NaOH溶液中吸收，消除了环境污染。
解析：实验一：铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，此过程中1 mol Cu参加反应生成1 mol SO2，转移2 mol电子，故生成112 mL SO2气体(标准状况)，转移电子的物质的量为0.01 mol。二氧化硫可漂白品红溶液，但其漂白作用具有可逆性，加热又恢复红色。
实验二：NO易与氧气反应，铜与稀硝酸反应制取NO，应排尽装置内的氧气。向U形管中加注稀硝酸时应加满，不留空隙。当收集一定量的气体后，将注射器中的气体注入U形管中，气体的颜色变为红棕色可确定是NO而不是H2。
答案：实验一：(1)Cu＋2H2SO4(浓)=====△　CuSO4＋SO2↑＋2H2O　0.01 mol
(2)蘸有品红溶液的滤纸条褪色　滤纸变红
实验二：(1)关闭　U形管右端稀硝酸接触胶塞
(2)3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)打开止水夹K1，把注射器中的空气压入U形管中，若观察到D处气体变红棕色，则证明收集的是NO，而不是H2


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