第四章从实验学化学专项训练.doc

非金属及其化合物专项训练
一、硅及其化合物
1．下列说法正确的是(　　)
A．因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H2SiO3的酸酐
B．CO2通入Na2SiO3溶液中可以得到硅酸
C．因为高温时SiO2与Na2CO3反应生成CO2，故硅酸的酸性比碳酸强
D．硅的性质稳定，所以在自然界中可以以游离态存在
答案　B
解析　酸酐不一定溶于水；SiO2＋Na2CO3CO2↑＋Na2SiO3的反应发生条件是高温，生成CO2气体从体系中逸出，才保证了此反应的发生，不是通常的强酸制弱酸的原理；自然界中Si无游离态。
2．各组物质中，不是按下图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是(　　)

选项
a
b
c
A
Fe
FeCl3
FeCl2
B
Cl2
NaClO
NaCl
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
HNO3
NO
NO2
答案　C
解析　SiO2不能直接生成H2SiO3，H2SiO3也不能直接生成Si。
二、氯及其化合物
3．下列关于氯气的叙述正确的是 (　　)
A．钠在氯气中燃烧产生白色烟雾
B．红热的铜丝可以在氯气中燃烧，产生棕黄色烟雾
C．纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰
D．氯气可用于漂白，这是氯气的漂白作用
答案　C
解析　A中钠在氯气中燃烧，生成NaCl固体小颗粒，形成白烟，没有雾出现(雾为液态小液滴)，A不正确；B中红热的铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2固体小颗粒，生成棕黄色的烟，没有雾出现，所以B也不正确；C中的说法完全符合实验事实，因此是正确答案；D中氯气用于漂白，这是对的，但起漂白作用的不是氯气本身，而是它与水反应后生成的次氯酸具有强氧化性，使有机色素氧化而褪色，D的说法不正确。
4．如图所示，A处通入干燥的Cl2，关闭B阀时，C处湿的红色布条看不到明显现象，打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色，则D瓶中装的是(　　)

A．浓H2SO4 B．NaOH溶液
C．浓盐酸 D．饱和NaCl溶液
答案　B
解析　由题意说明D处的液体能吸收Cl2，A、C、D选项中的溶液都不能吸收Cl2，故B项正确。
5．某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定ClO－与ClO的物质的量浓度之比为1∶3，则Cl2与NaOH溶液反应时，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为 (　　)
A．21∶5 B．11∶3
C．3∶1 D．4∶1
答案　D
解析　根据题意Cl2与NaOH溶液反应，Cl2既被氧化又被还原，被氧化的氯元素的产物ClO－、ClO的物质的量之比为1∶3，被还原的氯元素的产物是Cl－。若反应中生成1 mol ClO－，失去1 mol电子，生成3 mol ClO，失去15 mol电子，即共失去16 mol电子，则必有16 mol的氯原子被还原成Cl－。所以，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为16 mol∶(1 mol＋3 mol)＝4∶1。
三、硫及其化合物
6．下列措施不合理的是(　　)
A．用SO2漂白纸浆和草帽辫
B．用硫酸清洗锅炉中的水垢
C．高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅
D．用Na2S做沉淀剂，除去废水中的Cu2＋和Hg2＋
答案　B
解析　SO2具有漂白性，常用于漂白纸浆和草帽辫，A合理；硫酸与锅炉中水垢的主要成分碳酸钙反应生成的微溶的硫酸钙会覆盖在碳酸钙表面阻碍反应的继续进行，所以应选用盐酸除垢而非硫酸，B不合理；焦炭在高温下与SiO2反应生成硅和一氧化碳，C合理；Cu2＋、Hg2＋与S2－反应生成难溶的CuS、HgS沉淀，D正确。
7．高温下硫酸亚铁发生如下反应：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，若将生成的气体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是(　　)
A．BaSO3和BaSO4 B．BaS
C．BaSO3 D．BaSO4
答案　D
解析　SO2通入BaCl2溶液不会生成沉淀；而SO3通入BaCl2溶液中会有BaSO4沉淀产生。
8．甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲乙丙。下列有关物质的推断不正确的是(　　)
A．若甲为焦炭，则丁可能是O2
B．若甲为SO2，则丁可能是氨水
C．若甲为Fe，则丁可能是盐酸
D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2
答案　C
解析　Fe与盐酸反应生成FeCl2，不能继续与盐酸反应，所以C项不正确。
四、氮及其化合物
9．将含有等体积NH3、CO2、NO的混合气体依次通过盛有浓H2SO4、Na2O2和Na2CO3溶液的装置，充分作用后，最后得到的气体是(　　)
A．CO2和NO B．CO2
C．NO D．NO2
答案　A
解析　气体通过浓H2SO4时，NH3被吸收；通过Na2O2时CO2被吸收，放出O2，产生的O2与NO恰好完全反应生成和NO等体积的NO2；当NO2通过Na2CO3溶液时，NO2与水反应生成了硝酸和NO，硝酸跟Na2CO3反应产生CO2。
10．下列叙述不正确的是(　　)
A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂
B．与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，则稀HNO3氧化性强于浓HNO3
C．铵盐受热易分解，因此贮存铵态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处
D．稀HNO3和活泼金属反应时得不到氢气
答案　B
解析　液氨汽化时要吸收大量的热，故液氨常用来作制冷剂；判断氧化性强弱不能根据得到电子数目的多少，即被还原的价态高低，而是根据得到电子的难易程度，越易得到电子，其氧化性越强，故B项错；C项正确；硝酸与活泼金属反应，没有氢气产生。
11．1.92 g铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672 mL气体(标准状况)，将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入氧气恰好使气体完全溶解在水中，则需要标准状况下的氧气体积为(　　)
A．504 mL B．336 mL
C．224 mL D．168 mL
答案　B
解析　1.92 g铜失去的电子，等于O2得到的电子，即2Cu～4e－～O2，n(e－)＝×2＝0.06 mol
V(O2)＝×22.4 L·mol－1＝0.336 L＝336 mL。
12．14 g铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量是 (　　)
A．9.6 g B．6.4 g C．3.2 g D．4.8 g
答案　C
解析　Cu、Ag合金与HNO3反应的过程如下：

本题用终态法解答比较简单。从整个变化过程中可以看出，Cu失去电子变成Cu2＋，Ag失去电子变成Ag＋，HNO3在反应过程中实际上没有变化，而O2得到电子变成－2价氧。所以在整个过程中14 g Cu、Ag失去的电子数等于0.05 mol O2得到的电子数。设Cu的物质的量为x，Ag为y，则：

解得
所以铜的质量为m(Cu)＝64 g·mol－1×0.05 mol＝3.2 g。
五、综合应用题
13．在标准状况下，用以下气体做喷泉实验，请根据情况，填写烧瓶中溶液的物质的量浓度(假设烧瓶中溶质不能扩散出来)。
(1)用HCl气体做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为________；
(2)用NH3做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为________；
(3)用NO2做喷泉实验，喷泉结束后，水充至烧瓶的2/3处，则溶液的物质的量浓度为________；
(4)用NO2和O2按4∶1体积比混合，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为________。
答案　(1)0.045 mol·L－1　(2)0.045 mol·L－1
(3)0.045 mol·L－1　(4)0.036 mol·L－1
解析　(1)由于HCl气体极易溶于水，最终所得溶液的体积和原HCl气体的体积相等，即相当于V L溶液中溶解了V L HCl气体，溶液的物质的量浓度为＝mol·L－1≈0.045 mol·L－1。
(2)由于NH3也极易溶于水，最终所得溶液的体积和原NH3的体积是相等的。故所得溶液的物质的量浓度也为mol·L－1，约为0.045 mol·L－1。
(3)由反应方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，NO2气体有2/3被氧化成HNO3，喷泉实验结束后所得溶液的体积亦为原NO2气体体积的2/3，故该溶液的物质的量浓度为mol·L－1，约为0.045 mol·L－1。
(4)由反应方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，NO2与HNO3的物质的量相等，NO2的体积占混合气体总体积的4/5，即相当于1 L溶液中溶有的HNO3为× mol＝mol，约为0.036 mol，其c(HNO3)＝0.036 mol·L－1。
14．某学生用如图所示的方法研究物质的性质，其中气体A的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。

回答下列问题：
(1)该项研究(实验)的目的是_________________________________________________。
(2)浓H2SO4的作用是________________。与研究目的直接相关的实验现象是________________________________________________________________________。
(3)从物质的性质方面看，这套设计还存在隐患，表现为_______________________________。
请在图中的虚线框内以图的形式表明克服事故隐患的措施。
答案　(1)比较Cl2与HClO的漂白性(或验证Cl2的漂白性)
(2)干燥Cl2(或吸收A气体中的水)　B中布条不褪色，C中布条褪色
(3)Cl2有毒，污染空气　所选尾气处理装置如图

解析　Cl2本身无漂白性，Cl2的漂白是因为Cl2与水反应生成了HClO；Cl2有毒，Cl2的尾气要经处理，Cl2易与NaOH溶液反应，尾气吸收一般用NaOH溶液。本题对Cl2性质的考查比较全面、基础。
15．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：

当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________。
(2)当X是强酸时，E是________。写出B生成C的化学方程式：__________________________。
(3)当X是强碱时，E是________，写出B生成C的化学方程式：______________________________。
答案　(1)(NH4)2S　O2　H2O
(2)H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O
(3)HNO3　4NH3＋5O24NO＋6H2O
解析　A是正盐，并且既可以与强酸反应，又可以与强碱反应，A应是弱酸的铵盐；C、D的相对分子质量相差16，分子组成上恰好相差一个氧原子，因此，C、D为氧化物，且组成它们的元素应有多个价态，Y应为O2，E为酸，Z应为水。
16．向10 mL浓度均为3 mol·L－1的HNO3与H2SO4的混合溶液中加入1.92 g铜，充分反应后，设溶液体积仍为10 mL。求：
(1)产生的气体在标准状况下的体积是多少升？
(2)反应后溶液中各溶质的离子浓度是多少？
答案　(1)0.448 L　(2)Cu2＋：3 mol·L－1
H＋：1 mol·L－1　NO：1 mol·L－1　SO：3 mol·L－1
解析　依题意得，
　　　　　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
化学计
量数 3 8 2
初始投
入量(mol) 0.03 0.09 0.03
分析知H＋和NO过量，Cu的量不足，应用Cu的量进行计算。
(1)由3Cu　　～　　2NO↑
192 g 44.8 L
1.92 g V(NO)
192 g∶1.92 g＝44.8 L∶V(NO)，
解得：V(NO)＝0.448 L。
(2)由离子方程式可知1.92 g Cu为0.03 mol，反应中消耗H＋ 0.08 mol，消耗NO 0.02 mol，生成Cu2＋ 0.03 mol，可得：
c(Cu2＋)＝＝3 mol·L－1
c(H＋)＝

＝1 mol·L－1，
c(NO)＝
＝1 mol·L－1
因为SO没有参加反应，故SO的离子浓度仍为3 mol·L－1。