- 非金属及其化合物
- 共31702题
根据下图回答问题：
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。答： 。
（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式： 。
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂是 ，作用是 。
B中加入的试剂是 ，作用是 。
C中加入的试剂是 ，作用是除尽 气体。
D中加入的试剂是 ，作用是 。
（4）实验时，C中应观察到的现象是 。
正确答案
（1）反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到导管里形成一段水柱，证明装置不漏气。
（2）2H2SO4＋C
（3）A：无水硫酸铜。检验H2O B：品红溶液。检验SO2 C：酸性KMnO4溶液。SO2 D：澄清石灰水。检验CO2
（4）酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽。（或不褪色，或不褪成无色）。
本题的考点有：对较复杂的实验装置气密性的检查，用学过的化学知识检验浓H2SO4与木炭粉加热时得到的全部反应产物；同时通过对CO2的检验考查考生在进行化学实验时思维的严密性。
对实验装置的气密性检查是中学化学实验的基本要求之一，在本题中，由于装置比较大，双手的热量不足以使整个装置中气体膨胀，效果不显著，因而在B、C、D洗气瓶的导管口见不到气泡冒出，如果同学们明白检验装置气密性应用的原理，很容易会想到，在反应前用小火加热（或其他方法），使瓶内空气迅速膨胀，导致气泡从洗气瓶的导管中冒出，停止加热后，烧瓶冷却，瓶内压力减小，产生负压，水会升到洗气瓶的导管里，形成一段水柱，由此证明装置不漏气。
浓H2SO4与木炭反应生成H2O(g)，SO2(g)，CO2(g)三种气态物质，根据中学学过的化学知识，可以用无水硫酸铜检验其中的H2O(g)，白色无水CuSO4吸水后变为蓝色CuSO4·5H2O；SO2可以使品红溶液褪色；由于SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以这时一定要注意，要证明气体中有CO2，先要确认气体中已经不再有SO2。因此在装置中，容器A中的试剂是无水CuSO4、B中是品红溶液、D中是澄清石灰水。由于酸性KMnO4溶液具体强氧化性，而SO2具有还原性，两者可发生氧化还原反应，因此，C中可加入酸性KMnO4溶液，用来除去剩余的SO2气体。在实验时，C中应观察到的现象是酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽。这样才能说明气流中的SO2已经除尽，使澄清石灰水变浑只能是由于气体中有CO2。（如果考生回答在Ｃ中加入品红溶液，用于检查气流中的SO2是否除尽，且实验时C中品红溶液的颜色不褪尽，也可认为是正确的。
美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为处理SO2污染的一种新方法，第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2；第二步是加热吸收液，使之重新生成Na2SO3，同时得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。写出上述两步反应的化学方程式：（1） ；（2） 。
正确答案
（1）Na2SO3+SO2+H2O
（2）2NaHSO3
（1）Na2SO3+SO2+H2O
（2）2NaHSO3
（10分）2.8g 铁与100 mL稀硫酸恰好完全反应，反应前后溶液体积的变化忽略不计。
求：
（1）产生的气体在标准状况下的体积。
（2）反应完全后，所得溶液中亚铁离子的物质的量浓度。
（3）稀硫酸的物质的量浓度。
正确答案
（1）1.12L（2）0.5mol/L （3）0.5mol/L
略
在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢杂质。设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案。试回答：
（1）使气体经过各试剂(自选)的顺序为______________；
（2）写出有关的离子方程式：______________。
正确答案
（1）浓硫酸→饱和NaHSO3→饱和NaHCO3→浓硫酸（或无水氯化钙等酸性或中性干燥剂）。
（2）HSO3-+H+＝H2O+SO2↑，HCO3-+SO2＝HSO3-+CO2↑。
首先确定除各种杂质应采试剂。①除去SO3可选用浓硫酸使它溶解，这样可以不影响CO2、SO2和HCl。②除去SO2的试剂在CO2为主气体时，不能用NaOH，可用酸性KMnO4溶液，但HCl也溶于KMnO4溶液中，甚至HCl会被氧化生成Cl2(带入新的杂质)。若选用NaHCO3，虽能除SO2，但同时也除去了HCl，所以也不能选用。但若在除SO3之后除去HCl可选用NaHSO3饱和溶液，可不影响CO2、SO2。其后再用饱和NaHCO3除SO2即可。气体用溶液洗气后必然混有水蒸气，可用干燥剂除之。
在标准状况下，SO2和O2混合气体500 mL，通过灼热V2O5层后，体积变为450 mL(恢复到原状况)，将此450 mL气体通过足量NaOH溶液后，溶液增重0.985 g，求原混合气体中SO2的质量。
正确答案
0.961 g
(1)根据反应2SO2＋O2
2SO2＋O2
2 3
x (500－450)
即
(2)NaOH溶液吸收的气体物质为未参加反应的SO2和生成的SO3，因此未参加反应的SO2的质量为(0.985－
(3)原SO2的质量为参加反应的SO2与剩余SO2的质量之和，即m(SO2)=
工业制CuSO4时，不是直接用铜跟浓硫酸在加热条件下反应，而是将铜丝浸入稀硫酸中，再不断由容器下部吹入细小的空气泡。这样做的好处是 。
正确答案
①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率。②不会产生对大气有污染的SO2。
铜与浓硫酸的反应为：Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O。分析反应方程式可知：由于浓H2SO4有1/2表现氧化性，1/2表现酸性，导致浓H2SO4的利用率只有50%。又由于生成的二氧化硫是有毒气体，也是引起酸雨的主要成分，所以工业上一般不采用此法。本题所给方法的反应方程式为：2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O。可知：硫酸仅表现酸性。对比以上两种方法，不难看出，这样做的好处主要有两条：①减少了硫酸的用量，提高了硫酸的利用率②不会产生对大气有污染的二氧化硫。
I、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
（1）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：
2Ca3（PO4）2＋6SiO26CaSiO3＋P4O10 10C＋P4O10P4＋10CO
每生成1mol P4时，就有__________mol电子发生转移。
（2）硫代硫酸钠（Na2S2O3）是常用的还原剂。在维生素C（化学式C6H8O6）的水溶液中加入过量I2溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为：C6H8O6＋I2C6H6O6＋2H＋＋2I－ 2
（3）在酸性溶液中，碘酸钾（KIO3）和亚硫酸钠可发生如下反应：2
该实验的目的是______________；表中X＝__________mL
Ⅱ、稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位。
（4）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是_______________________.
（5）在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3＋通过下列反应形成Ce（OH）4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：
正确答案
略
(16分)硫及其化合物有如下转化关系
(1)发生氧化还原反应的是 (填序号)
(2)写出(5)的反应方程式 ，
说明浓硫酸具有 ，制取CuSO4， 方法最好(填序号)，
(3)SO2是造成空气污染，形成酸雨的主要物质。SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸，反应方程式为 。
验证二氧化硫的方法是 。
(4)某溶液中含有Cl-、SO42-，可能含有Na+、Fe2+或其中一种。
①验证Cl-、SO42-的方法是
A.先加BaCl2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液
B.先加AgNO3溶液，等沉淀后，再加BaCl2溶液
C.先加Ba(NO3)2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液
②验证Na+或Fe2+最简单的方法是 。
正确答案
(16分)
(1) (1)(2)(5) (2分)
(2)2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O， (2分)
强氧化性， (6) (各1分=2分)
(3) 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4 (2分)
将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2。 (3分)
(4)① C (2分)
②若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在。(其他合理答案也给分) (3分)
略
工业上用含80% FeS2的硫铁矿制取硫代硫酸钠，涉及到的化学反应如下（杂质不与O2、盐酸反应）：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 ①
FeS2＋2HCl→ FeCl2＋H2S↑＋S↓ ②
2H2S＋SO2→ 3S＋2H2O ③
2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O ④
Na2SO3＋S
通过分析上述反应，进行计算：
（1）若在某密闭容器中加入150 g上述硫铁矿，并通入10 mol含氧气体积分数为0.4的富氧空气，按反应①充分反应后得到的气体中SO2的体积分数为__________（计算结果保留3位小数）。
（2）若以上各步反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿理论上最多可制得Na2S2O3___ g。
（3）若NaOH溶液吸收SO2的吸收率为90%，其它反应的转化率均为100%，则150 g上述硫铁矿最多可制得Na2S2O3多少g（写出计算过程，计算结果保留1位小数）？
（4）若反应②、④的转化率为90%，其它反应的转化率均为100%，要制得Na2S2O3最多，则原料中FeS2在反应①和②中的理论质量配比为多少（写出计算过程，计算结果保留3位小数）?
正确答案
（10分）
（1）0.216（2分）。（2）158 g（2分）。（3）149.7 g（3分）。（4）1.475（3分）
略
根据下表，用化学式或元素符号完成下列问题：
(1)非金属性最强的元素是_________________。
（2）还原性最强的离子是________________。
（3）H2Te的稳定性比HI（填“强”或“弱”）______________。
（4）已知：2F2+2H2O====4HF+O2，Cl2+H2S====2HCl+S↓，请完成下列化学方程式：
Br2+H2Se====________________。I2+H2Te====______________。
正确答案
（1）F （2）Te2- （3）弱 （4）2HBr+Se 2HI+Te
在元素周期表中，氧族元素位于卤素的左边，所以，非金属性要比同周期卤素的非金属性弱。同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱。因此，上表中非金属性最弱的元素是Te，非金属性最强的元素是F。
在氧气中充分燃烧1克含杂质的硫铁矿试样，得到残余固体0.76克(假设杂质不参加反应)，问生产10吨98%的浓硫酸需要这种矿石多少吨？（反应过程中硫损失2%）
正确答案
需该矿石8.5吨。
设硫铁矿样品中FeS2的纯度为X，生产10吨98%浓硫酸需该矿石质量为Y。4FeS2+11O2 ="=== " 2Fe2O3 +8SO2 △m
480克 320克 160克
1克×X 1克-0.76克=0.24克
X=72%
120 196
Y·72%×(1-2%) 10吨×98%
Y=8.5吨
某硫酸厂每天用含FeS2 60%的硫铁矿500 t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，SO2的转化率为90%。每天能生产98%的硫酸多少吨？
正确答案
427.5 t
设可得98%的浓硫酸的质量为x。
2H2SO4 ～ FeS2
2×98 t 120 t
98%x 500 t×60%×(1－5%)×90%
(2×98 t)∶120 t=(98%x)∶［500 t×60%×(1－5%)×90%］
x="427.5" t
煤是重要的化工原料，用煤作燃料，不仅存在浪费，而且因烟煤中含有硫的化合物（如FeS2），燃烧时会生成SO2气体造成环境污染。
设某具有30万户人口的中等城市，每户每天燃煤5 kg，这种煤中含FeS2 5%，燃烧时，设有90%的硫转化成二氧化硫，被排放到大气中。FeS2燃烧时化学方程式如下：
4FeS2+11O2
问：（1）燃烧1 t煤，可产生多少千克的SO2？
（2）该中等城市如果全部以上述的煤作燃料，每年（按365天计算）将有多少吨SO2排放到大气中？
正确答案
（1）48 kg (2)26280 t
（1）设产生SO2的质量为x，根据硫元素守恒，得下列关系式：
FeS2 ~ 2SO2
120 2×64
1 t×103 kg·t-1×5%×90% x
x="48" kg
(2)由（1）可知1 t煤燃烧时产生SO2 48 kg，即0.048 t，一年烧煤的质量="0.005" t×30×104×365=5.475×105 t
所以一年产生的SO2的质量=5.475×105×0.048 t="26280" t
正确答案
241.0 mL
在稀释过程中SO3与水作用生成硫酸，反应方程式如下：
SO3＋H2O===H2SO4。
(1)1 L发烟硫酸的总质量为1000×1.95="1950" g，其中SO3的质量为1950×30%="585" g,n(SO3)=
(2)混合物原H2SO4的质量为1950－585="1365" g，由SO3转化生成H2SO4的质量为98×7.3="716.6" g，溶液中H2SO4的总质量为m总(H2SO4)=1365＋716.6="2081.6" g
(3)假设稀释后总溶液的质量为x,则有
2081.6=95%·x，x="2191" g，应补加水的质量m2(H2O)=2191－2081.6="109.4" g。
(4)整个稀释过程中应加入水的质量m总(H2O)=m1(H2O)＋m2(H2O)="131.6" g＋109.4g
=241.0g。
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
（1）据测算，接触法制硫酸过程中，若反应热都未被利用，则每生产1 t 98%的硫酸需消耗3.6×105 kJ的热量。请通过计算判断，若反应SO2(g)+
（2）CuFeS2是黄铁矿的另一成分，燃烧时，CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2，该反应的化学方程式为 。
（3）硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4（由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度的不同而变化（见下表）。
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因 。
正确答案
（1）6.23×105 kJ的热量
（2）4CuFeS2+13O2
（3）SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度的升高，平衡向逆反应方向移动，SO3的物质的量减少，所以CuSO4的量减少
（1）SO2~SO3~H2SO4 放出的热量
98 g 98.3 kJ
1×106×98% g x
x=9.83×105 kJ
9.83×105 kJ-3.6×105 kJ=6.23×105 kJ
所以可向外界输出6.23×105 kJ的热量
（2）4CuFeS2+13O2
（3）SO2转化为SO3是正反应放热的可逆反应，随温度的升高，平衡向逆反应方向移动，SO3的物质的量减少，所以CuSO4的量减少
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