高中化學(xué)人教版第四章非金屬及其化合物 全國(guó)一等獎(jiǎng)

(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題1．下列說(shuō)法中，正確的是()A．濃硫酸稀釋時(shí)，應(yīng)將水沿器壁慢慢倒入濃硫酸中，并不斷用玻璃棒攪拌B．濃硫酸不分解，不揮發(fā)，所以可以敞口放置于空氣中C．濃硫酸具有氧化性，稀硫酸無(wú)氧化性D．可以用鐵罐或鋁槽車(chē)來(lái)運(yùn)輸冷的濃硫酸、濃硝酸解析：A中，因濃硫酸稀釋時(shí)放熱，故應(yīng)將濃硫酸慢慢倒入水中并用玻璃棒不斷攪拌；B中，濃硫酸易吸收空氣中的水蒸氣，導(dǎo)致濃度變稀；C中，稀硫酸可以電離出H＋，而H＋具有弱的氧化性，如Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑反應(yīng)中，稀硫酸作氧化劑；D中，因Fe、Al遇冷的濃硫酸或濃HNO3鈍化，故D正確。答案：D2．下列離子在溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是()A．K＋、Ba2＋、OH－、SOeq\o\al(2－,4) B．Cu2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Br－、OH－C．H＋、NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋、Na＋ D．Ag＋、Cl－、Fe2＋、K＋解析：A項(xiàng)中生成BaSO4沉淀，但不是氧化還原反應(yīng)；B項(xiàng)中有Cu(OH)2沉淀，D項(xiàng)中有AgCl沉淀，這些也不是氧化還原反應(yīng)；C項(xiàng)中Fe2＋可被HNO3氧化為Fe3＋，故選C項(xiàng)。答案：C3.如右圖小試管中盛有幾毫升水，與大試管連通的U形細(xì)玻璃管內(nèi)放有少量水(已染成紅色)。如沿小試管壁慢慢注入3mL濃硫酸，靜置片刻后，U形細(xì)玻璃管中可觀察到的現(xiàn)象是液面()A．左高右低 B．左低右高C．左右一樣高 D．來(lái)回振動(dòng)解析：濃硫酸溶于水時(shí)，放出大量的熱，使被封閉氣體的體積膨脹，從而使U形管左側(cè)液面下降，右側(cè)液面上升。答案：B4．相同質(zhì)量的四份銅片，分別置于足量的下列酸中，所得到的氣體的物質(zhì)的量最多的是()A．濃硫酸 B．稀硫酸C．濃硝酸 D．稀硝酸解析：常溫下，Cu與濃硫酸和稀硫酸均不發(fā)生反應(yīng)；Cu與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、Cu與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因此相同質(zhì)量的Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體多。答案：C5．從防止污染和減少用酸量的角度分析，下列制取Cu(NO3)2的方法中最好的是()A．Cueq\o(→,\s\up7(濃硝酸))Cu(NO3)2B．Cueq\o(→,\s\up7(稀硝酸))Cu(NO3)2C．Cueq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△))CuOeq\o(→,\s\up7(硝酸))Cu(NO3)2D．Cueq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))CuSO4eq\o(→,\s\up7(BaNO32))Cu(NO3)2解析：銅和濃硝酸反應(yīng)生成NO2氣體，銅和稀硝酸反應(yīng)生成NO氣體，NO2和NO都會(huì)造成大氣污染；NO2和NO的產(chǎn)生也造成了硝酸利用率降低；銅和濃硫酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生SO2氣體，SO2是一種常見(jiàn)的大氣污染物，同時(shí)SO2的生成造成硫酸利用率降低。故C選項(xiàng)最為合理。答案：C6.碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時(shí)通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖裝置)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇B．洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是亞硫酸鋇C．在Z導(dǎo)管出來(lái)的氣體中沒(méi)有二氧化碳D．在Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn)解析：碳與濃硫酸共熱產(chǎn)生的X氣體為CO2和SO2的混合氣體，銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的Y氣體是NO2，SO2＋H2O＋NO2=H2SO4＋NO，故洗氣瓶中產(chǎn)生的是硫酸鋇沉淀，Z處逸出的氣體中有CO2和NO，NO遇到空氣中的氧氣生成了紅棕色的NO2。答案：D7．將鐵屑溶于過(guò)量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會(huì)有三價(jià)鐵生成的是()①硫酸②氯水③硝酸鋅④氯化銅A．①② B．③④C．②③ D．①④解析：硫酸不能將Fe2＋氧化成Fe3＋；氯水能將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋；金屬鐵溶于過(guò)量鹽酸得到氯化亞鐵的強(qiáng)酸性溶液，再加入硝酸鋅后，溶液就顯示出硝酸的性質(zhì)，可以將Fe2＋氧化成為Fe3＋；氯化銅溶液中的Cu2＋有一定的氧化能力，可以將金屬鐵氧化成Fe2＋，但卻不能將Fe2＋氧化成為Fe3＋。答案：C8．下述實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期目的的是()編號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁將銅片分別與濃、稀硝酸反應(yīng)探究濃、稀硝酸氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱B將Cl2通入NaBr溶液中，然后加入CCl4，振蕩、靜置比較氯與溴的氧化性強(qiáng)弱C將SO2通入酸性KMnO4溶液中證明SO2具有漂白性D向盛有20g蔗糖的燒杯中加入幾滴水，攪拌均勻。再加入少許濃硫酸，迅速攪拌探究濃硫酸的脫水性解析：A項(xiàng)，硝酸的濃度越大，反應(yīng)越快，氧化性越強(qiáng)，則可利用Cu與濃、稀硝酸反應(yīng)來(lái)確定其氧化性的強(qiáng)弱，故A正確；B項(xiàng)，氯氣與NaBr發(fā)生置換反應(yīng)生成Br2，由氧化還原反應(yīng)可知氧化性氯氣大于溴，則可比較，故B正確；C項(xiàng)，因SO2具有還原性，能被KMnO4氧化，則將SO2通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，可說(shuō)明SO2具有還原性，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，蔗糖中含有C、H、O元素，濃硫酸具有脫水性，使蔗糖炭化，所以向盛有20g蔗糖的燒杯中加入幾滴水，攪拌均勻，再加入少許濃硫酸可說(shuō)明濃硫酸具有脫水性，故D正確。答案：C9．一定量Cu粉與濃硫酸共熱產(chǎn)生SO2氣體的體積為L(zhǎng)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則下列情況不可能的是()A．加入銅的質(zhì)量為gB．加入濃硫酸中溶質(zhì)為molC．加入銅的質(zhì)量大于gD．加入濃硫酸中含溶質(zhì)多于mol解析：Cu與濃硫酸共熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，當(dāng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下LSO2mol)時(shí)，反應(yīng)消耗molCug)，消耗molH2SO4，由于反應(yīng)中有H2O生成，濃硫酸濃度不斷降低，待變?yōu)橄×蛩釙r(shí)不再與Cu反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)中m(Cu)≥g，n(H2SO4)>mol。答案：B10．某金屬單質(zhì)與一定濃度的硝酸反應(yīng)，假定只生成單一的還原產(chǎn)物。當(dāng)參加反應(yīng)的金屬與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)，還原產(chǎn)物是()A．NO2 B．NOC．N2O D．N2解析：分析題意可看出：無(wú)論金屬化合價(jià)是多少，由于其與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2∶1，即金屬失電子數(shù)目必為偶數(shù)。當(dāng)金屬和硝酸反應(yīng)時(shí)，二者得失電子數(shù)目一定相等(即電子守恒)，所以硝酸得電子數(shù)目也是偶數(shù)。由硝酸中N的化合價(jià)為＋5，可知1個(gè)N得偶數(shù)個(gè)電子后，N的化合價(jià)仍為奇數(shù)。分析各選項(xiàng)可知，只有C項(xiàng)符合題意。答案：C二、非選擇題11．根據(jù)下列化學(xué)反應(yīng)和事實(shí)，說(shuō)明反應(yīng)利用了硫酸的什么性質(zhì)，將表示性質(zhì)的選項(xiàng)的字母填在各小題的橫線上。A．不揮發(fā)性 B．酸性C．吸水性 D．脫水性E．強(qiáng)氧化性F．強(qiáng)酸性(1)濃硫酸可作氣體干燥劑________。(2)蔗糖中加濃H2SO4產(chǎn)生“黑面包”現(xiàn)象________。(3)2NaCl＋H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑________。(4)Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑________。(5)Na2SO3＋H2SO4(稀)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O________。(6)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O________。(7)C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋2H2O＋CO2↑________。解析：(1)用濃H2SO4來(lái)干燥氣體是利用了濃H2SO4的吸水性。(2)蔗糖中加濃H2SO4，由于濃H2SO4具有脫水性而使蔗糖“炭化”。(3)利用濃H2SO4的強(qiáng)酸性和不揮發(fā)性來(lái)制取易揮發(fā)性的強(qiáng)酸。(4)利用稀H2SO4的酸性，與Zn反應(yīng)制取H2。(5)因H2SO4的酸性大于H2SO3，故可用稀H2SO4來(lái)制取SO2。(6)Cu與濃H2SO4反應(yīng)時(shí)既利用了濃H2SO4的強(qiáng)氧化性，又利用了濃H2SO4的酸性。(7)C與濃H2SO4共熱反應(yīng)是利用了濃H2SO4的強(qiáng)氧化性。答案：(1)C(2)DE(3)AF(4)B(5)F(6)BE(7)E12．A～H8種物質(zhì)存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件，部分產(chǎn)物未標(biāo)出)。已知：A是酸式鹽，B是能使品紅溶液褪色的氣體，G是紅棕色氣體。按要求回答問(wèn)題：(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A________。(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：E→F________________________________________________________________________；G→H________________________________________________________________________。D的濃溶液與紅熱的木炭反應(yīng)的方程式：________________________________________________________________________。(3)檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈珼中陰離子的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根據(jù)題意，推知B為SO2，G為NO2，聯(lián)系框圖中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，進(jìn)一步推知C為SO3，D為H2SO4，F(xiàn)為NO，H為HNO3；因?yàn)樗崾禁}A＋D(H2SO4)→B(SO2)，所以A中存在HSOeq\o\al(－,3)，根據(jù)A＋NaOH→Eeq\o(→,\s\up7(O2))F(NO)，確定A為NH4HSO3，E為NH3。答案：(1)NH4HSO3(2)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O3NO2＋H2O=2HNO3＋NOC＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)取少量被檢驗(yàn)溶液注入一支試管中，然后向試管中滴加鹽酸，溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，然后滴加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)，否則溶液中不存在SOeq\o\al(2－,4)13．某興趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來(lái)改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。(1)實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒(méi)長(zhǎng)導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c，其目的是________________________________________________________________________。(2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是________，理由是________________________________________________________________________。方案反應(yīng)物甲Cu、濃HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3解析：(1)形成封閉系統(tǒng)的氣體在熱脹冷縮作用下壓強(qiáng)發(fā)生變化，可用于檢驗(yàn)裝置封閉是否完好。(2)銅與濃硝酸反應(yīng)較劇烈，生成NO2氣體呈紅棕色，銅與稀硝酸反應(yīng)相對(duì)平穩(wěn)，放出無(wú)色NO氣體，即混合氣體顏色變淺。(3)銅直接與濃、稀HNO3反應(yīng)都有對(duì)環(huán)境有危害的污染物NOx產(chǎn)生，而Cu先與O2化合后生成CuO再與稀HNO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成Cu(NO3)2時(shí)不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有危害的物質(zhì)，且消耗HNO3量較少。答案：(1)檢查裝置氣密性(2)Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡(3)丙耗酸量最少，無(wú)污染14．將g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解后產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L(zhǎng)。請(qǐng)回答：(1)NO的體積為_(kāi)_______L，NO2的體積為_(kāi)_______L。(2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為_(kāi)_______mol·L－1。解析