专题4 硫、氮和可持续发展知识点题库

2016年9月4日，G20峰会召开，扬州天空呈现出干净的蓝色，云彩随意地铺散在天空，纯净透明，出现了持续的“水晶天”．

①目前我国空气质量检测体系包括：PM2.5、SO₂、NO₂、O₃、CO等指标．其中被认为是引起雾霾天气的元凶；会引起硫酸型酸雨的气体为．

②NH₃催化还原氮氧化合物转化为无污染物质是目前应用最广泛的烟气氮氧化合物脱除技术，写出NH₃催化还原NO₂反应的化学方程式．

③减少CO₂的排放对于环境保护具有重要意义．在海洋碳循环中，可通过图3所示的途径固碳．写出钙化作用的离子方程式：．

下列实验操作与实验目的或结论一致的是（）

选项	实验操作	实验目的或结论
A	向0.1mol·L^-1Na₂SO₄溶液中滴加BaCl₂溶液至不再产生沉淀，再滴加0.1mol/L Na₂CO₃无现象	证明Ksp（BaSO₄）<Ksp(BaCO₃)
B	向盛有KI₃溶液的两试管中分别滴加淀粉溶液、AgNO₃溶液，前者变蓝色，后者有黄色沉淀	证明KI₃溶液中存在：I₃^- $\text{[math]}$ I₂+I^-平衡
C	向NaAlO₂溶液中持续通入气体，先产生白色沉淀，后沉淀完全溶解	该气体可能是CO₂
D	在Fe(NO₃)₂溶液中滴加硫酸酸化的双氧水溶液，溶液变黄色	证明氧化性：H₂O₂>Fe³⁺

A . A B . B C . C D . D

过氧化钠与水反应后滴加酚酞，酚酞先变红后褪色。某小组欲探究其原因，进行以下实验:①取反应后溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体；实验②、③中红色均不褪去。下列分析错误的是（）

A . 过氧化钠与水反应产生的气体为O₂ B . 过氧化钠与水反应需要MnO₂作催化剂 C . 实验②、③证明使酚酞褪色的不是氢氧化钠和氧气 D . 过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H₂O₂

某研究小组探究SO₂和Fe(NO₃)₃溶液的反应，其反应装置如下图所示：

已知：1.0 mol·L^－1的Fe(NO₃)₃溶液的pH＝1，请回答下列问题：

（1）装置A中反应的化学方程式是
（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是
（3）装置B中产生了白色沉淀，其成分是，说明SO₂具有性。
（4）分析B中产生白色沉淀的原因：
猜想1：；

猜想2：SO₂与Fe³^＋反应；

猜想3：在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应；

①按猜想2，装置B中反应的离子方程式是

②按猜想3，只需将装置B中的Fe(NO₃)₃溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行实验。应选择的试剂是（填字母）。

a.0.1 mol·L^－1硝酸钠溶液

b.1.5 mol·L^－1Fe(NO₃)₂溶液

c.6.0 mol·L^－1 NaNO₃和0.2 mol·L^－1盐酸等体积混合的溶液

下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是（）

选项	实验操作	现象	解释或结论
A	充分吸收了Na₂SiO₃饱和溶液的小木条，沥干后放在酒精灯外焰加热	小木条不燃烧	Na₂SiO₃可作防火剂
B	将H₂在充满Cl₂的集气瓶中燃烧	集气瓶口上方有白烟生成	H₂、Cl₂化合生成HCl
C	将FeCl₂加入酸性高锰酸钾溶液中	溶液紫色褪去	FeCl₂具有漂白性
D	除去表面氧化膜的铝箔，在酒精灯上充分加热	铝不能滴落下来	铝熔点高，没能熔化

A . A B . B C . C D . D

室温下，某同学进行CO₂与Na₂O₂反应的探究实验，回答下列问题。

（1）用如图装置制备纯净的CO₂

①甲装置中盛放稀盐酸的仪器名称是，乙装置中应加入的试剂是。

②装置甲中反应的离子方程式为。
（2）按照下面的装置图进行实验（夹持装置略）。

①先组装仪器，然后，再用注射器1抽取100 mL纯净的CO₂ ，将其连接在K₁处，注射器2的活塞推到底后连接在K₂处，具支U形管中装入足量的Na₂O₂粉末与玻璃珠。

②打开止水夹K₁、K₂ ，向右推动注射器1的活塞，可观察到的现象是。

③实验过程中，需缓慢推入CO₂ ，其目的是，反应的化学方程式为。
（3）实验结束后，当注射器1的活塞推到底时，测得注射器2中气体体积为65 mL，则反应消耗CO₂的体积是。

钼酸钠晶体( $\text{[math]}$ )是无公害型冷却水系统的金属级蚀剂，工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的 $\text{[math]}$ ，含少量 $\text{[math]}$ 等)制备钼酸钠的工艺如图所示。

回答下列问题：

（1） ① $\text{[math]}$ 中钼元素的化合价是；
②在焙烧炉中，空气从炉底进入，矿石经粉碎后从炉顶进入，这样处理的目的是。
（2） “焙烧”时 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ ，写出该反应的化学方程式：。
（3） “碱浸”所得 $\text{[math]}$ ，溶液中含 $\text{[math]}$ 杂质，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，在结晶前需加入 $\text{[math]}$ 固体以除去溶液中的 $\text{[math]}$ 。当 $\text{[math]}$ 开始沉淀时， $\text{[math]}$ 的去除率是。( $\text{[math]}$ ，溶液体积变化可忽略)
（4） “除杂”过程中加入的除杂剂是 $\text{[math]}$ ，则废渣的化学式为。
（5）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图：

要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为。
（6）另一种利用钼精矿制备钼酸钠的工艺流程中，直接向粉碎后的钼精矿中加入 $\text{[math]}$ 溶液和 $\text{[math]}$ 溶液来得到钼酸钠，则得到钼酸钠溶液的离子方程式为。

下列说法正确的是（）

A . 互为同位素的气、氘、氚可通过化学反应相互转化 B . $\text{[math]}$ 甲基丙烷和异丁烷互为同系物，化学性质相似 C . 甲酸甲酯和乙酸互为同分异构体，化学性质不同 D . 富勒烯与金刚石互为同素异形体，物理性质相似

工业上以软锰矿(MnO₂)为原料制备高锰酸钾(KMnO₄)的流程如下：

回答下列问题：

（1）写出MnO₂、KOH与空气共熔发生反应的化学方程式。
（2）反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为。假设无其他副反应发生，该步反应K₂MnO₄的最大理论转化率为%(保留一位小数)。
（3）操作I为。
（4）已知有关物质在不同温度(单位：℃)下的溶解度(单位：g/100g水中)如下图：

据图推断操作II最好采用。反应①中若CO₂通入过量造成的影响是。
（5）上述流程中可以循环利用的物质有。
（6）由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采用电解K₂MnO₄水溶液法制备，试写出该电解过程总反应的化学方程式。

用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去)，能达到实验目的的是（）

选项	a中试剂	b中试剂	c中试剂	实验目的	装置
A	氨水	CaO	无	制取并收集氨气
B	浓盐酸	MnO₂	饱和NaCl溶液	制备纯净的Cl₂
C	浓盐酸	Na₂CO₃	Na₂SiO₃溶液	比较酸性强弱： H₂CO₃＞H₂SiO₃
D	浓硫酸	Na₂SO₃	KMnO₄酸性溶液	验证SO₂具有还原性

A . A B . B C . C D . D

氰化钠(NaCN)常用于合成、电镀、冶金等方面，是一种基本化工原料，NaCN也是一种管制使用的剧毒药品，一旦泄漏需要及时喷洒双氧水或过硫酸钠( $\text{[math]}$ )溶液来处理。工业上制备过硫酸钠的原理如下：

主反应： $\text{[math]}$

副反应： $\text{[math]}$

（制备 $\text{[math]}$ ）

（1）检查装置a气密性的方法：用止水夹夹住a、b之间的橡皮管，向分液漏斗中加水，，证明装置a气密性良好；装置a中产生的气体需要持续通入装置c中的原因是(答2点)、。
（2）装置c中盛放(NH₄)₂S₂O₈溶液的仪器名称是；图中还需补充装置。
（测氰化钠的含量）

已知：①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。

② $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，AgI呈黄色， $\text{[math]}$ 优先与 $\text{[math]}$ 发生反应。

实验如下：取1 L处理后的NaCN废水，浓缩为10.00 mL置于锥形瓶中，并滴加几滴KI溶液作指示剂，用0.0012 mol/L的标准AgNO₃溶液滴定，消耗AgNO₃溶液的体积为3.75 mL。
（3）滴定终点的现象是。
（4）若用双氧水处理NaCN后，产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的化学方程式是。

钼酸钠晶体( $\text{[math]}$ )是一种金属腐蚀抑制剂。如图是利用钼精矿(主要成分是 $\text{[math]}$ ，含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。

（1） $\text{[math]}$ 中钼元素的化合价是。
（2） “浸取”时得到的气体A的电子式为； $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 发生反应的离子方程式为。
（3）向滤液中加入沉淀剂 $\text{[math]}$ 固体以除去 $\text{[math]}$ 。若滤液中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 开始沉淀时 $\text{[math]}$ 的去除率是%[已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ]。
（4）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示：

①要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为。

②碳钢在盐酸中的腐蚀速率比硫酸快得多，其原因可能是；硫酸浓度大于50%，碳钢的腐蚀速率下降，原因可能是。

某化合物 A 由两种元素组成，可以发生如下的转化。

已知∶标准状况下，气体B的密度是氢气的8倍；固体E既溶于NaOH溶液又可溶于稀硫酸。

请回答∶

（1） B的化学式是
（2）组成A的元素有
（3）请写出 A 与 NaOH溶液反应的化学方程式

某研究性学习小组查阅资料发现，Na₂O₂与干燥的HCl气体能发生反应生成Cl₂。现设计下列实验装置模拟该反应。实验中观察到的现象有：圆底烧瓶内有白雾，装置③中出现黄绿色气体。

请回答：

（1）装置①中仪器a的名称是。
（2）装置②的作用是。
（3）装置③中反应的化学方程式是。
（4）该小组同学想进一步通过实验验证装置③中产生的黄绿色气体中含有氯气，下列方案可行的是_________。

A . 将气体通入AgNO₃溶液中，观察有无白色沉淀产生 B . 将气体通入放有湿润的淀粉-KI试纸的洗气瓶，观察试纸有无变蓝 C . 将气体通入NaHCO₃溶液中，观察有无气泡产生 D . 将气体通入放有湿润的有色布条的洗气瓶，观察布条有无褪色
（5）装置④的作用是尾气处理，下列试剂可以选用的是______。

A . 饱和食盐水 B . 蒸馏水 C . NaOH溶液 D . 饱和Na₂CO₃溶液

废旧碱性锌锰电池经以下工艺处理后，可实现钾、锌、锰等元素的有效回收。回答下列问题：

（1） “操作1”的名称为。
（2） $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 元素的化合价为。
（3） “煅烧”得到 $\text{[math]}$ 的化学方程式为。
（4）物质 $\text{[math]}$ 的主要成分为(填化学式)。
（5）预处理后的废旧电池质量为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 元素的质量分数为 $\text{[math]}$ ，回收得到 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 元素的回收率为(回收率 $\text{[math]}$ )。
（6）氢氧燃料电池选用 $\text{[math]}$ 溶液作为电解质溶液，负极的电极反应式为。

已知常温下，A是黑色固体；B是无色浓溶液；通常状况下，D是黄绿色气体；E是一种常见金属单质；I为红褐色沉淀；G能使品红溶液褪色，加热又恢复红色。物质A~I之间的转化关系如下图所示：

请回答下列问题：

（1）推断出下列物质(用化学式作答)：C，G。
（2）请写出下列反应的方程式：反应①的离子方程式；反应③的离子方程式；反应⑤的化学方程式。
（3）欲从反应⑥的体系中得到沉淀I的系列操作是、、恒温干燥(均填操作名称)。
（4）实验室配制90 mL2 mol/L的烧碱溶液，需选用mL容量瓶。用托盘天平称取g烧碱。若定容时，俯视刻度线，配制的溶液的浓度(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

某固体样品由NH₄Cl、FeCl₂、Na₂CO₃、NaNO₃中的两种按物质的量1：1组成，现对固体样品进行实验：将混合物溶于水，滴加足量的稀盐酸，产生气体，且反应后阴离子的种数与反应前相比无变化。根据实验现象判断固体样品的组成为（）

A . NH₄Cl、Na₂CO₃ B . FeCl₂、Na₂CO₃ C . FeCl₂、NaNO₃ D . NH₄Cl、NaNO₃

镀镍生产过程中产生的酸性硫酸镍废液(含有Fe²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等杂质离子)，通过精制提纯可制备高纯硫酸镍，部分流程如图：

资料1：25℃时，生成氢氧化物沉淀的pH

	Fe(OH)₂	Fe(OH)₃	Zn(OH)₂	Mg(OH)₂	Ca(OH)₂	Ni(OH)₂
开始沉淀时	6.3	1.5	6.2	9.1	11.8	6.9
完全沉淀时	8.3	2.8	8.2	11.1	13.8	8.9

注：金属离子的起始浓度为0.1mol/L.

资料2：25℃时，K_sp(CaF₂)=4×10^-11 ， K_sp(MgF₂)=9×10^-9 ， ZnF₂易溶于水。

资料3：P₂₀₄(二乙基己基磷酸)萃取金属离子的反应为：x +M^x+ $\text{[math]}$ M+xH⁺

（1）操作1、2的名称是，操作3的名称是。
（2）操作1中加入Cl₂的主要目的是。
（3） NiF₂溶液参与反应的离子方程式是。杂质离子沉淀完全时，溶液中c(F^-)=mol/L(c(杂质离子)≤10^-5mol/L即可视为沉淀完全)。
（4）滤液b中含有的微粒主要有。
（5）在硫酸盐溶液中，P₂₀₄对某些金属离子的萃取率与pH关系如图所示，在一定范围内，随着pH升高，萃取率升高的原因是。
（6）在母液中加入其它物质，可制备操作1中所需Ni(OH)₂浆液，写出制备的离子方程式。

CuSO₄常用作农业杀菌剂、分析试剂、媒染剂和防腐剂等。实验室利用废铜屑制备CuSO₄有三种途径：一是将废铜屑与浓硫酸共热，此方法会产生污染性气体SO₂；二是先将废铜屑加热氧化成CuO，然后再用稀硫酸溶解，该方法耗能较多；三是在常温下用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液浸取废铜屑获得CuSO₄ ，该方法绿色环保且节能，反应为Cu(s)+ H₂O₂(l) + 2H⁺ (aq)= Cu²⁺(aq)+ 2H₂O(1) ΔH =-319.68 kJ·mol^-1。实验室利用废铜屑与浓硫酸反应制备CuSO₄并进行有关实验时，下列装置能达到相应实验目的的是（）

A . 用装置甲制取CuSO₄ B . 用装置乙观察CuSO₄溶液的颜色 C . 用装置丙过滤得到CuSO₄溶液。 D . 用装置丁吸收多余的SO₂

KIO₃是我国规定的食盐补碘剂，利用“KClO₃氧化法”可制备KIO₃ ，流程如图：

已知：“酸化反应”所得产物有KH(IO₃)₂、Cl₂和KCl。

（1） KIO₃中碘元素的化合价为。
（2）逐出的Cl₂可用检验，“滤液”中的溶质主要是，“调pH”中所用的试剂是。
（3）已知KIO₃在水中的溶解度随温度升高而增大，则操作I包含的操作应该是、、过滤。
（4）为测定“加碘食盐”中碘元素含量：①称取50.00g食盐，配成250mL溶液；②量取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入足量KI，并用少量稀硫酸酸化，使KIO₃与KI反应完全；③以淀粉为指示剂，用2.0×10^-4mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液体积为30.00mL。已知：KIO₃+5KI+3H₂SO₄=3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI。
①判断滴定终点的依据是。
②该食盐中碘元素的含量是mg/kg。

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