硫、氮和可持续发展练习题(很好).doc
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硫、氮和可持续发展
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
满分100分。
考试时间90分钟。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、选择题（本题包括5个小题，每题2分，共10分，每题只有一个选项符合题意。
）
1．（2012·潍坊3月）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
下列叙述与氮元素的循环无关的是（ ）
A．工业合成氨的过程是固氮的过程
B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气做保护气
D．在电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
[答案]C
[解析]氮元素的循环是指氮气→含氮化合物→氮气的转化过程，而氮气作保护气是利用了其化学性质较稳定，不易参加化学反应，与氮循环无关。
2．（2012·济南1月）2011年是国际化学年，中国的宣传口号是“化学——我们的生活，我们的未来”。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量
B．利用太阳能、潮汐能、风力发电，以获取清洁能源
C．大量排放SO2或CO2都会导致酸雨的形成
D．采用纳米二氧化钛光触媒技术，将汽车尾气中的NO和CO转化为无害气体
[答案]C
[解析]C项，导致酸雨形成的是二氧化硫和氮氧化物，不是二氧化碳，故不正确。
3．近年来，我国部分城市的空气质量连续拉响警报，二氧化硫等污染物的浓度有上升的趋势，秸秆焚烧再度成为城市空气急速污染的“元凶”。
关于空气污染，下列说法正确的是（ ）
A．二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是空气质量报告中涉及的主要污染物
B．正常雨水的pH等于7
C．二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体
D．秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的，值得提倡
[答案]C
[解析]A项空气污染报告中不会涉及二氧化碳；B项正常雨水中因溶有CO2，其pH小于7，但大于等于5.6；根据信息，D错误。
4．（2012·烟台1月）已知反应：
①2H2S＋O2===2S＋2H2O
②2H2S＋SO2===3S＋2H2O ③2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O将点燃的H2S气体的导管伸入盛有一定量O2的集气瓶内，上述3个反应发生的先后顺序是（ ）
A．①②③ B．③①②
C．①③② D．③②①
[答案]B
[解析]开始，O2过量，发生反应③，后来，氧气不足，发生反应①；再后来，氧气基本反应完全，发生反应②。
5．下列制取硫酸铜的实验设计中，能体现“经济、高效、环保”精神的最佳方案是（ ）
A．铜与浓硫酸共热
B．用铜片为阳极，石墨为阴极，电解稀硫酸
C．先灼烧废铜屑生成氧化铜，然后再用浓硫酸溶解
D．适当温度下，使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解
[答案]D
[解析]A项中有SO2放出会污染环境，不环保；B项中消耗电能，不经济；C项中浓硫酸溶解氧化铜速度慢，不高效。
D项中的反应式为2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O，符合题意。
二、选择题（本题包括12个小题，每题3分，共36分，每题只有一个选项符合题意。
）
6．（2012·大连1月）为检验某溶液中的离子，进行了如图所示的实验操作，过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
由该实验能得到的正确结论是（ ）
A．原溶液中一定含有SO
B．原溶液中一定含有NH
C．原溶液中一定含有Cl－
D．原溶液中一定含有Fe3＋
[答案]B
[解析]加Ba（NO3）2和盐酸生成的白色沉淀为BaSO4，但这并不能说明原溶液中含SO，如果原溶液中含SO或HSO，也会在酸性条件下被NO氧化成SO。
加AgNO3溶液生成白色的AgCl沉淀，也不能说明原溶液中含有Cl－，因为前面加入HCl，引入了Cl－。
加入KSCN溶液后生成血红色溶液，也并不能说明原溶液中含Fe3＋，因为如果原溶液中存在Fe2＋，也会在酸性条件下被NO氧化成Fe3＋。
最后加入NaOH溶液放出NH3，可说明原溶液中一定存在NH。
7．已知在酸性条件下能发生下列反应：
Cu＋―→Cu＋Cu2＋（未配平）。
NH4CuSO3与足量的10mol/L硫酸溶液混合微热，产生下列现象：
①有红色金属生成；②有刺激性气味气体产生；③溶液呈蓝色。
据此判断下列说法一定合理的是（ ）
A．该反应显示硫酸具有酸性
B．NH4CuSO3中硫元素被氧化
C．刺激性气味的气体是氨气
D．反应中硫酸作氧化剂
[答案]A
[解析]NH4CuSO3中铜显＋1价，由题中信息可知Cu＋在溶液中会发生歧化反应：
2Cu＋===Cu＋Cu2＋，生成红色的铜和蓝色的溶液，NH4CuSO3中的SO与硫酸反应生成SO2，发生的化学的方程式为2NH4CuSO3＋2H2SO4===（NH4）2SO4＋CuSO4＋2SO2↑＋2H2O＋Cu，此反应中硫酸仅显示酸性，A正确。
8．下列实验操作及现象与结论正确的一组是（ ）
实验操作
实验现象
实验结论
A
适量二氧化碳通入氯化钙溶液中
产生白色沉淀
碳酸的酸性比盐酸弱
B
二氧化硫通入石蕊溶液中
溶液先变红后褪色
二氧化硫有酸性和漂白性
C
取少量无色溶液，先加少量硝酸，再加少量的四氯化碳，振荡、静置
溶液分层，下层为无色
原无色溶液中一定不含碘离子
D
蔗糖中滴入浓硫酸和几滴水，并用玻璃棒搅拌
蔗糖变黑，体积膨胀，并放出刺激气味的气体
浓硫酸有脱水性和强氧化性
[答案]D
[解析]适量二氧化碳通入氯化钙溶液中，不产生白色沉淀，A错；二氧化硫通入石蕊溶液中，溶液只会变红不会褪色，B错；硝酸具有强氧化性，可以将碘离子氧化成碘酸根，C错。
9．（2012·临沂1月）25℃时，20.00mL硫酸和硝酸的混合溶液，加入足量的氯化钡溶液，充分反应后过滤、洗涤、烘干，可得0.466g沉淀。
滤液跟2mol/LNaOH溶液反应，用去10.00mL碱液时恰好中和。
下列说法中正确的是（ ）
A．原混合液中c（SO）＝0.2mol/L
B．原混合液中c（NO）＝0.9mol/L
C．原混合液中pH＝0
D．原混合液中由水电离出的c（H＋）＝0.1mol/L
[答案]C
[解析]H2SO4、HNO3混合液在与BaCl2溶液反应后生成0.466g（0.002mol）BaSO4，而H＋的量没有变化。
根据H＋＋OH－===H2O，原溶液中n（H＋）＝0.01L×2.00mol·L－1＝0.02mol，c（H＋）＝0.02mol/0.02＝1mol·L－1，pH＝0。
c（SO）＝0.002mol/0.02L＝0.1mol·L－1。
根据电荷守恒有：
c（H＋）＝2c（SO）＋c（NO），c（NO）＝1mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.8mol·L－1。
因酸溶液抑制H2O电离，原混合溶液中水电离出的c（H＋）＝10－14mol·L－1。
10．（2012·天津1月）某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下：
下列推断不合理的是（ ）
A．直接蒸干滤液得到纯净的（NH4）2SO4
B．生成1mol（NH4）2SO4至少消耗2molNH3
C．CO2可被循环使用
D．往甲中通适量CO2有利于（NH4）2SO4生成
[答案]A
[解析]该工艺流程原理较明确，B、C、D正确，如果直接蒸干滤液，由于滤液中还存在少量的杂质，这样得不到纯净的（NH4）2SO4。
11．（2012·威海1月）下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是（ ）
A．Fe（NO3）2溶液白色沉淀
B．Ba（NO3）2溶液白色沉淀
C．无色溶液白色沉淀
D．无色溶液无沉淀白色沉淀
[答案]C
[解析]A、B选项的原溶液中均含有NO，在酸性条件下可将SO2、SO氧化为SO，最终生成BaSO4沉淀；C项可能是BaSO4或AgCl沉淀；D项排除CO、SO、Ag＋干扰，最终生成BaSO4沉淀。
12．某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为21时，还原产物是（ ）
A．NO2 B．NO C．N2O D．N2
[答案]C
[解析]设单质反应后价态为x，HNO3被还原后的价态为y由化合价的升降相等得：
2x＝5－y
讨论当时成立，即HNO3还原产物为N2O。
13．单质X与浓H2SO4共热，反应中X与H2SO4的物质的量之比为1：
2则生成物中的化合价可能为（ ）
①＋1 ②＋2 ③＋3 ④＋4
A．②④ B．③④ C．①② D．①③
[答案]A
[解析]若X为金属，X＋2H2SO4（浓）XSO4＋SO2↑＋2H2O，X为＋2价；若X为非金属，X＋2H2SO4（浓）XO2＋2SO2↑＋2H2O，X为＋4介。
14．（2012·山东烟台4月）下列关于氮的说法正确的是（ ）
A．N2分子的结构较稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧
B．23gNO2和N2O4混合气含有0.5NA个氮原子（NA表示阿伏加德罗常数）
C．NO可用向上排空气法或者排水法收集
D．浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发
[答案]B
[解析]Mg能在N2中燃烧；NO能与空气中的O2反应生成NO2；浓硝酸见光易分解，故保存在棕色瓶内。
15．（2012·苏北四市模拟）
A、B、C、D、E都是中学化学中常见物质，它们均含有同一种短周期元素，在一定条件下可发生如图所示的转化，其中A是单质，B在常温下是气态氢化物，C、D是氧化物，E是D和水反应的产物。
下列判断中不合理的是（ ）
A．A不可能是金属
B．由C生成D肯定发生了电子转移
C．A生成C肯定属于离子反应
D．B和E可能会发生反应生成一种盐
[答案]C
[解析]根据图示转化关系，B为A的气态氢化物，因此A不可能为金属，A正确；根据C、D为A的不同氧化物，则由C生成D为氧化还原反应，B正确；根据图示关系，A有变价氧化物，可以推断A可能为N2、S等，此时A生成C的反应为单质和氧气的反应，肯定不是离子反应，C错误；当A为N2时，B为NH3，E为HNO3，NH3与HNO3反应生成NH4NO3，D正确。
16．目前，人类已经发现的非金属元素除稀有气体元素外共有16种。
下列对这16种非金属元素的判断不正确的是（ ）
①都是主族元素，原子的最外层电子数都大于3
②单质在反应中都只能作氧化剂
③对应的含氧酸都是强酸
④氢化物常温下都是气态，所以又叫气态氢化物
⑤气态氧化物与水反应都不会再生成气体
A．全部 B．①②
C．①②③④ D．①②④⑤
[答案]A
[解析]①如H元素，最外层电子数是1，②如C＋O2CO2，C作还原剂，③如HClO、H2SO3都不是强酸，④如H2O在常温下是液体，⑤如NO2与H2O反应生成NO。
17．11.8gFe、Mg混合粉末溶解在一定量的某浓度的稀硝酸中，当金属粉末完全溶解后，收集到0.2mol的NO气体，在反应后的溶液中加入足量的KOH溶液，生成氢氧化物沉淀的质量为（设稀硝酸的还原产物只有NO，不考虑氢氧化亚铁和氧气反应）（ ）
A．18g B．20g C．22g D．24g
[答案]C
[解析]稀硝酸具有强氧化性，将金属氧化成最高价Fe－3e－===Fe3＋，Mg－2e－===Mg2＋，HNO3＋3e－―→NO，若反应中铁单质过量，还会发生如下反应：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故溶液中可能存在三种金属离子：
Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋，设Fe3＋为xmol，Fe2＋为ymol，Mg2＋为zmol，由得失电子守恒得①：
3x＋2y＋2z＝0.2mol×3；加足量的KOH溶液后所得沉淀可能为Fe（OH）3、Fe（OH）2、Mg（OH）2，由质量守恒知沉淀的总质量为：
11.8g＋（3x＋2y＋2z）×17g/mol＝11.8g＋0.6mol×17g/mol＝22g，故C项正确。
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、填空题（本题包括5个小题，共54分）
18．（本小题满分8分）（2012·青岛3月）稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比（空气与燃油气的体积比）条件下的燃烧。
随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。
不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。
（1）稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是
______________________________________________（填一项）。
排放到大气中的NOx会导致酸雨、______________________等环境问题（填一项），
（2）某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
―→―→―→
若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。
为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是________________________。
（3）若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。
将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体：
①纯NO气体，②汽车尾气。
消耗NH3的物质的量较多的可能是_______（填字母），原因是______________________。
A．① B．② C．都有可能
[答案]
（1）减少CO和碳氢化合物的污染 光化学烟雾和破坏臭氧层
（2）溶液显色所需要的时间
（3）A 汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物，少消耗NH3或B 汽车尾气中含有一定量的NO2，多消耗NH3或C 汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体，二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少
[解析]本题以燃油气燃烧过程产生污染这一社会关注问题为背景，考查了环保知识和探究催化剂性能的过程及问题分析，这是一道开放性、探究性很好的试题，侧重考查了学生的自学能力、分析探究问题的能力，要求学生平日要善于思考和分析，关注社会热点，善于运用所学知识解释和解决生活中遇到的实际问题、做到理论联系实际。
（1）因燃油气燃烧过程中可产生对空气有污染的CO、NOx、碳氢化合物等大气污染物，结合“空/燃比”的含义和题图可以推知，增大“空/燃比”可以减少CO、碳氢化合物的排放从而减少污染，根据课本知识可推出排放到大气中的NOx可导致酸雨及光化学烟雾（或破坏臭氧层）而引起的环境污染。
（2）因实验的目的是探究催化剂的催化性，而从所给的探究步骤中，有滴有酚酞的稀硫酸（该溶液为无色），所以肯定是利用NH3与硫酸的酚酞溶液作用显红色的快慢来检测催化性能。
只要记录显色所需时间即可。
（3）根据氧化还原反应中电子得失守恒原则可推知，若汽车尾气中会有一定量的CO和碳氢化合物，因它们也可以还原NOx，则所消耗氨气就少，若汽车尾气中含NO2，则因NO2也可氧化NH3，则消耗的氨气就多。
19．（本小题满分10分）下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图（有关反应的条件及生成的H2O已略去），已知：
A．A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体。
B．反应①②是化工生产中的重要反应。
C．化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。
D．化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。
E．化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。
请按要求填空：
（1）反应③的化学方程式_________________________________。
（2）C的结构式________；H的化学式________。
（3）L的溶液与化合物E反应的离子方程式________。
（4）化合物J的化学式________。
[答案]
（1）2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4
（2）N≡N （NH4）2SO3或NH4HSO3
（3）ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O （4）N2H4
[解析]综合分析已知条件A、B、C，由E是形成酸雨的污染物（猜测为SO2），K是氮肥[猜测为（NH4）2SO4]。
B、C、D是气体以及①是硫酸工业中由硫黄制硫酸的第一步反应（造气）、②是合成氮的反应可搞清楚上面两条转化链：
S＋O2―→SO2（NH4）2SO3或NH4HSO3SO2＋（NH4）2SO4，N2＋H2―→NH3（NH4）2SO4。
再对下面这条转化链进行分析：
L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应制得，则L是NaClO，F是NH3，NH3与NaClO间必发生氧化还原反应，N元素的化合价升高，而生成的J又能与O2反应生成N2，说明J中氮元素的化合价还是负价，结合“J由2种元素组成，相对分子质量为32”，这一条件，可判断J是N、H组成的化合物（不可能是N元素与O、Na或Cl元素形成的化合物），其化学式为N2H4（名称为联氨或肼，结构为）。
20．（本小题满分12分）（2012·天津一模）某小组同学欲研究SO2的性质。
（1）将相关的含硫物质分为如下表所示的3组，第2组中物质X的化学式是________。
第1组
第2组
第3组
S（单质）
SO2、X、Na2SO3、NaHSO3
SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
（2）利用下图所示的装置研究SO2的性质：
（熔点：
SO2－76.1℃，SO316.8℃；沸点：
SO2－10℃，SO345℃）
①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式是__________________________________________________。
②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置，装置Ⅱ的作用是
______________________________________________________；
装置Ⅲ中溶液逐渐褪色，生成Mn2＋，同时pH减少，则该反应的离子方程式是___________________________________________。
③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有40mL2.5mol·L－1NaOH溶液，反应后增重4.8g，则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是_________________________________________________。
[答案]
（1）H2SO3
（2）①2SO2＋O22SO3
②使SO3凝结成固体与SO2、O2分离 5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋2Mn2＋＋4H＋
③3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O
[解析]
（1）观察表格中的物质，第3组的物质为第2组的物质的氧化产物，因此X为H2SO3。
（2）①SO2催化氧化的反应为2SO2＋O22SO3。
②装置Ⅱ的作用是冷凝SO3，将SO3与SO2、O2分离；装置Ⅲ中为SO2与酸性高锰酸钾溶液反应。
③装置Ⅲ中为SO2与酸性高锰酸钾溶液反应。
③装置Ⅳ增重的质量为SO2的质量，则n（SO2）＝－＝0.075mol，而n（NaOH）＝2.5mol·L－1×0.04L＝0.1mol，n（NaOH）:
n（SO2）＝4:
3，该反应为3SO2＋4NaOH===Na2SO3＋2NaHSO3＋H2O。
21．（本小题满分10分）（2012·安徽合肥3月）某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜，制备方法如下：
方法一
（1）浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是________（填序号）。
（2）甲同学取6.4g铜片和10mL18mol·L－1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。
甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验。
实验步骤：
倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。
实验现象：
_____________________________________________。
实验结论：
所得灰白色固体的化学式为________。
（3）乙还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。
淡黄色固体消失的原因是（用化学反应方程式回答）____________。
直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余。
乙根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余，他这样认为的理由是________________。
方法二
（4）丙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是：
2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。
对比甲的方案，你认为丙同学的优点是①____________，②____________________。
方法三
（5）丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水，发现溶液逐渐呈蓝色，写出反应的化学反应方程式：
_____________。
[答案]
（1）BD
（2）灰白色物质溶解，溶液变为蓝色 CuSO4
（3）S＋2H2SO4（浓）3SO2↑＋2H2O
随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应
（4）①产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少 ②不产生污染物SO2
（5）H2SO4＋Cu＋H2O2===CuSO4＋2H2O
[解析]
（1）浓硝酸有强烈的腐蚀性和氧化性，选B、D。
（2）浓硫酸有吸水性、脱水性，在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜。
（3）反应中生成的淡黄色固体是硫，硫被浓硫酸氧化。
（4）丙方案用H2SO4的量少，且没有二氧化硫有毒气体产生。
（5）铜片有还原性被氧化成铜离子，过氧化氢有氧化性被还原为水，稀硫酸提供氢离子。
22．（本小题满分14分）（2012·北京顺义3月）氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质。
请回答：
（1）实验室制取氨气的化学方程式是_______________________。
（2）①下图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是__________________________________。
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是___________（用电离方程式表示）。
（3）该小组同学设计了下图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物。
①实验现象：
黑色CuO变为红色；白色无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染。
请写出氨气与CuO反应的化学方程式________________________。
②碱石灰的作用是__________________________。
③该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题并提出改进意见__________________________________________________________。
（4）有同学认为：
NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。
已知：
Cu2O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu＋的稳定性比Cu2＋差（Cu＋Cu＋Cu2＋）。
请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O。
__________________________________________。
（5）工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一。
为了治理污染，工业上常用氨气与之发生反应：
NOx＋NH3―→N2＋H2O，使其转化为无毒的N2。
现有NO2
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