【备考2024年】从巩固到提高高考化学微专题05 卤族与氮族及其应用

试卷更新日期：2024-02-22 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 氮元素所形成物质的价类二维图如图所示，下列说法正确的是

A、可用湿润的蓝色石蕊试纸检验a B、通过雷电作用将b转化为c，可实现氮的固定 C、d转化为e必须加入氧化剂 D、g中的氮原子均采用 $s p^{3}$ 杂化

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2. 探究氯气的性质装置示意图如下，a～d中均为浸有相应试液的棉花(夹持装置略)，下列说法正确的是

A、若a处褪色，说明Cl₂具有漂白性 B、若d处褪色，说明Cl₂具有漂白性 C、若b处变为橙色，c处变为蓝色，说明Cl₂的氧化性强于Br₂、I₂ D、若b处变为橙色，c处变为蓝色，说明氧化性：Cl₂>Br₂>I₂

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3. 氨是水体污染物的主要成分之一，工业上可用次氯酸盐作处理剂，有关反应可表示为：
① $2 N H_{3} + 3 C l O^{-} = N_{2} ↑ + 3 C l^{-} + 3 H_{2} O$
② $N H_{3} + 4 C l O^{-} + O H^{-} = N O_{3}^{-} + 4 C l^{-} + 2 H_{2} O$
在一定条件下模拟处理氨氮废水：将 $1 L 0.006 m o l \cdot L^{- 1}$ 的氨水分别和不同量的 $N a C l O$ 混合，测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与 $N a C l O$ 投入量(用x表示)的关系如下图所示。下列说法正确的是

A、 $x_{1}$ 的数值为0.009 B、 $x > x_{1}$ 时， $c (C l^{-}) = 4 c (N O_{3}^{-})$ C、 $x > x_{1}$ 时，x越大，生成 $N_{2}$ 的量越少 D、 $x = x_{1}$ 时， $c (N a^{+}) + c (H^{+}) + c (N H_{4}^{+}) = c (C l^{-}) + c (O H^{-}) + c (C l O^{-})$

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4. 将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中，用强光照射，测得的实验数据如图所示。下列说法正确的是（）

A、图甲中pH减小是由于光照促进了HClO的电离 B、图乙中 $c (C l^{-})$ 增大主要是由于反应消耗了水 C、图丙中氧气的体积分数增大是由于HClO的分解 D、该体系中存在两个电离平衡和两个化学平衡

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5. 某小组探究 $N H_{3}$ 的催化氧化，实验装置图如下。③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。下列分析正确的是

A、②中 $N H_{4} C l$ 能用 $N H_{4} N O_{3}$ 替代 B、③、④中现象说明③中的反应是 $4 N H_{3} + 5 O_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \\ Δ \end{array} 4 N O + 6 H_{2} O$ C、④中白烟的主要成分是 $N H_{4} C l$ D、反应结束后若⑤中溶液变蓝则溶液中一定含有 $C u {(N O_{3})}_{2}$

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6. 如图所示为氮元素的价类二维图。下列有关说法错误的是

A、a的化学性质不活泼，常用作保护气 B、“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→c→d→e C、b与e按物质的量之比为1：1完全反应，所得生成物的水溶液呈中性 D、f既有氧化性，又有还原性

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7. 水体中的局部氮循环如图所示。下列说法错误的是

A、N₂→NH $_{4}^{+}$ 属于氮的固定 B、图示转化过程中N元素表现出7种化合价 C、硝化过程中含N物质被氧化，反硝化过程中含N物质被还原 D、在NH $_{4}^{+}$ 、NH₂OH、NO $_{2}^{-}$ 和NO $_{3}^{-}$ 中N原子的杂化方式不完全相同

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8. 氮元素的“价-类”二维关系如图所示。下列说法正确的是

A、基态氮原子核外电子空间运动状态有7种 B、图中a→b→c→d是工业制硝酸的转化路线 C、图中化合价所对应的氮的含氧酸均为强酸 D、 $e^{+}$ 离子中的化学键形成方式不同，但成键后的化学键相同

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9. 部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价的关系如图所示。下列说法错误的是

A、②和④都有漂白性，可使有色物质褪色 B、用化学方程式表示浓氨水检查输送②的管道是否漏气： $3 C l_{2} + 8 N H_{3} = 6 N H_{4} C l + N_{2}$ C、用电子式表示⑤的形成过程： D、用离子方程式表示 $M n O_{2}$ 与①的浓溶液制备②： $M n O_{2} + 4 H^{+} + 2 C l^{-} \begin{array}{l} \underline{\underline{Δ}} \end{array} M n^{2 +} + C l_{2} ↑ + 2 H_{2} O$

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10. 部分含 $N$ 及 $C l$ 物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列推断不合理的是

A、对应含氧酸的酸性强弱为： $e^{'} > e$ B、工业上通过 $a \to b \to c \to d \to e$ 来制备 $H N O_{3}$ C、久置的 $b^{'}$ 水溶液 $p H$ 会变小 D、利用a还原c或者d可以消除氮氧化物的污染

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11. 部分含氮及氯物质的价类二维图如下，下列推断不合理的是

A、a和c可在一定条件下反应生成b B、工业上通过a→b→d→e来制备 $H N O_{3}$ C、浓的a′溶液和浓的c′溶液反应可以得到b′ D、a和b′可在一定条件下反应生成b

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12. 海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。实验室提取碘的途径如图所示：
下列有关叙述错误的是

A、实验室在坩埚中焙烧干海带 B、“氧化”时，试剂可选用氯水或H₂O₂ C、“系列操作”中涉及的操作是萃取、分液 D、在含I^-的水溶液中加入氧化剂后滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝，说明I^-被氧化

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13. 下列关于氮及其化合物的说法错误的是

A、自然固氮、人工固氮都是将N₂转化为NH₃ B、以H₂O、NH₃、CO₂、NaCl为原料制备NaHCO₃是侯氏制碱法的重要过程 C、工业上通过NH₃催化氧化等反应可生产HNO₃ D、自然界中的“氮循环”是氮及其化合物间相互转化的一种途径

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14. 部分含氮物质的分类与相应氮元素化合价关系如图所示。下列说法正确的是（）

A、a可使紫色石蕊试液变红 B、b的分子含有极性共价键，不含非极性共价键 C、一定条件下，c、d、e之间存在转化关系： $c ⇌ d ⇌ e$ D、实验室用e的浓溶液与 $C u$ 反应制备d，用排水法收集

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15. 绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含 $N H_{4}^{+}$ 废水和工业废气(主要含N₂、CO₂、SO₂、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如图流程：
下列说法错误的是（）

A、固体1中主要含有CaCO₃、CaSO₃、Ca(OH)₂ B、X可以是空气，但不能过量 C、捕获剂所捕获的气体主要是CO、N₂ D、处理含 $N H_{4}^{+}$ 废水时，发生的反应为： $N H_{4}^{+}$ + $N O_{2}^{-}$ =N₂↑+2H₂O

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16. 三氟化氯(ClF₃)可应用于航天工业，是一种很强的氧化剂和氟化剂，它能与大多数有机和无机材料甚至塑料反应，可以使许多材料不接触火源就燃烧。下列分析错误的是（）

A、可以代替H₂O₂充当火箭推进剂中的氧化剂 B、能与一些金属反应生成氯化物和氟化物 C、三氟化氯可用于清洁化学气相沉积的反应舱附着的半导体物质 D、ClF₃与水按照1：2反应生成两种强酸

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17. 自然界中氮的部分循环过程如图，有关说法正确的是（）

A、过程①和②均属于自然固氮 B、X→Y发生化合反应 C、NH₃→N发生氧化还原反应 D、若为硫循环，X在空气中点燃可得Y

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18. 海水提溴的方法有多种，某提溴方法的部分工艺流程如下：
下列说法错误的是（）

A、步骤③反应后的溶液酸性增强 B、步骤②、③、④相当于“浓缩”环节 C、步骤②利用了溴单质易挥发的性质 D、用乙醇萃取Ⅱ溶液，可将水与Br₂分离

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19. 下列对氯及其化合物的说法正确的是（）

A、因氯化铝溶液能导电，所以氯化铝是离子化合物 B、用pH试纸测得氯水的pH=4 C、随着氯元素化合价升高，氯的含氧酸酸性逐渐减弱 D、次氯酸不如次氯酸盐稳定，故用次氯酸盐作为漂白剂的主要成分

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20. 用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I^-形式存在)的工艺流程如下：
下列说法错误的是（）

A、若②和⑤中分别得到等量I₂ ，则消耗的n(Cl₂)：n(KClO₃)=5：2 B、④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子树脂 C、经①和④所得溶液中，c(I^-)后者大于前者 D、由⑥得到碘产品的过程，主要发生的是物理变化

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21. I₂的一种制备方法如图所示：
下列说法正确的是：（）

A、“富集”时发生的离子方程式为 $A g^{+} + I^{-} = A g I ↓$ B、转化反应为 $F e + 2 A g I = F e^{2 +} + 2 A g + 2 I^{-}$ ，说明 $F e^{2 +}$ 的还原性大于 $I^{-}$ C、通入过量Cl₂ ，氧化产物只有一种 D、制备的I₂可直接用于加碘盐

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22. 氯气及其化合物在生产、生活中应用广泛。实验室常用浓盐酸与 $M n O_{2}$ 共热[或用 $K M n O_{4}$ (s)与浓盐酸混合]制取氯气，实验室制取氯气并探究其性质，下列装置不能达到相应实验目的的是（）
A
B
C
D
制取氯气
验证氧化性
验证漂白性
吸收尾气

A、A B、B C、C D、D

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23. 部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列说法错误的是（）

A、a的浓溶液与KMnO₄反应制得b B、b溶于水制得液氯 C、c可用于自来水消毒 D、存在a→b→>d→a的转化关系

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二、多选题

24. 部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如下图所示，下列说法正确的是

A、洁厕灵的主要成分为a，84消毒液的主要成分为b的一种，两者如果混用会产生有毒气体 B、c的化学式为 $C l O_{2}$ ，是HClO的酸酐 C、a的浓溶液可与d的溶液反应制备 $C l_{2}$ D、新制氯水中存在如下平衡： $C l_{2} + H_{2} O ⇌ 2 H^{+} + C l^{-} + C l O^{-}$

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三、非选择题

25. 某化学小组同学发现“84”消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混合有 $C l_{2}$ 生成，于是尝试在实验室利用该反应原理制取 $C l_{2}$ 。

(1)、若用次氯酸钙、浓盐酸为原料，利用上图装置制取 $C l_{2}$ 。装置中仪器a的名称为，反应的化学方程式为。

(2)、实验室制取干燥的 $C l_{2}$ 时，净化与收集 $C l_{2}$ 所需装置的接口连接顺序为。

(3)、经查阅资料得知：无水 $F e C l_{3}$ 在空气中易潮解，加热易升华。设计如图所示装置制备无水 $F e C l_{3}$ 。
①下列操作步骤的正确顺序为(填字母)。
a.体系冷却后，停止通入 $C l_{2}$ b.通入干燥的 $C l_{2}$ 赶尽装置中的空气
c.在铁屑下方加热至反应完成 d.用干燥的 $N_{2}$ 赶尽 $C l_{2}$
e.检验装置的气密性
②该实验装置存在的明显缺陷是。

(4)、世界环保联盟要求 $C l O_{2}$ 逐渐取代 $C l_{2}$ 作为自来水消毒剂。
已知： $N a C l + 3 H_{2} O \begin{array}{l} \underline{\underline{电解}} \end{array} N a C l O_{3} + 3 H_{2} ↑$ ， $2 N a C l O_{3} + 4 H C l = 2 C l O_{2} ↑ + C l_{2} ↑ + 2 N a C l + 2 H_{2} O$ 。
有关物质的熔、沸点如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
$C l O_{2}$
-59
11
$C l_{2}$
-107
-34.6
$C l O_{2}$ 的生产流程示意图如下：
该工艺中，需要补充的物质X为(填化学式，下同)，能参与循环的物质是。从 $C l O_{2}$ 发生器中分离出 $C l O_{2}$ ，可采用的方法是。

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26. 某小组同学用二氧化锰与过量浓盐酸反应制备氯气过程中(装置如图所示)发现，二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止，对此现象开展探究。

(1)、二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式是。

(2)、[提出猜想]ⅰ．随着反应进行，c(Cl^-)降低，不能被二氧化锰氧化

ⅱ．随着反应进行，……

[进行实验]将反应后的固液混合物倒出，平均分在2个试管中，分别进行以下实验，证实了猜想ⅰ不成立。

序号	实验操作	实验现象
Ⅰ	将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口，加热试管；，充分振荡，继续加热	试纸未变蓝
Ⅱ	将湿润的淀粉碘化钾试纸放置于试管口，加热试管；滴入2滴浓硫酸，充分振荡，继续加热	滴入浓硫酸前，试纸不变蓝；滴入浓硫酸后，试纸变蓝

将Ⅰ中操作补充完整：

(3)、II中试纸变蓝说明试管中的反应产生了(填化学式)。

(4)、[进一步实验]设计如下实验进一步探究。

序号	实验装置	实验操作	现象
Ⅲ		向左侧烧杯中滴加2滴浓硫酸	滴加浓硫酸前，电流表指针不偏转；滴加浓硫酸后，电流表指针偏转
Ⅳ		向右侧烧杯中滴加2滴浓硫酸	电流表指针始终不偏转

滴加浓硫酸后，左边烧杯中反应的电极反应式是。

(5)、依据实验Ⅰ-Ⅳ，解释“二氧化锰仍有剩余时就观察到反应停止”的原因是。

(6)、[新的探究]小组同学又进行了实验Ⅴ、Ⅵ。

序号	实验操作	实验现象
Ⅴ	在0.5g二氧化锰中加入2毫升5%双氧水	产生气泡
Ⅵ	在0.5g二氧化锰中滴加2滴浓硫酸，再加入2毫升5%双氧水	产生气泡，黑色固体消失，生成无色溶液

Ⅵ中反应的离子方程式是。

(7)、结合依据实验Ⅰ-Ⅳ得出的结论，解释Ⅴ、Ⅵ中现象不同的原因。

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27. 海洋元素“溴”的单质及其化合物的用途广泛。

(1)、Br原子的最外层电子排布式为，其中未成对电子的电子云形状为。

(2)、能作为溴、碘元素原子得电子能力递变规律的判断依据是(填序号)。
a．IBr中溴为﹣1价 b．HBr、HI的酸性
c．HBr、HI的热稳定性 d．Br₂、I₂的熔点

(3)、从原子结构角度解释氯的非金属性强于溴的原因：。

(4)、Br₂和碱金属单质形成的MBr熔点如表：
MBr
NaBr
KBr
RbBr
CsBr
熔点/℃
747
734
693
636
NaBr的电子式， MBr熔点呈现表中趋势的原因是。

(5)、海水提溴过程中，先向酸化的浓缩海水中通入，将其中的Br^—氧化，再用“空气吹出法”吹出Br₂ ，并用纯碱吸收：Br₂+Na₂CO₃+H₂O→NaBr+NaBrO₃+NaHCO₃(未配平)，则吸收1mol Br₂ ，转移电子mol，反应中氧化产物为。

(6)、随后用硫酸酸化吸收液，得到Br₂和Na₂SO₄的混合溶液。相同条件下，若用盐酸酸化，则所得Br₂的质量减少，可能原因是。

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28. 养殖业废水中含有一定量的氨氮(以 $N H_{4}^{+} 、 N H_{3}$ 形式存在)污染物，通过沉淀法或折点氯化法处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。

(1)、沉淀法：向酸性废水中加入一定比例的 $M g C l_{2}$ 和 $N a_{2} H P O_{4}$ ，将氨氮转化为 $N H_{4} M g P O_{4} \cdot 6 H_{2} O$ 沉淀除去。
①该反应的离子方程式为。
②增大废水的 $p H$ ，除生成 $N H_{4} M g P O_{4} \cdot 6 H_{2} O$ 沉淀和 $M g (O H)_{2}$ 沉淀外，还可能生成另一沉淀的化学式为。

(2)、折点氯化法：向废水中加入 $N a C l O$ 溶液，将氨氮最终转化为 $N_{2}$ 除去。 $p H = 8$ 时， $N a C l O$ 投加量 $η$ [即 $\frac{n (投加 N a C l O)}{n (水中总氨氮)}$ ]与水中余氯(即氧化性的氯，包括 $H C l O$ 、 $C l O^{-}$ 、 $N H_{2} C l$ 、 $N H C l_{2}$ 等)含量关系如图-1所示。
① $η = 1.0$ 时发生反应的离子方程式为。
②废水的 $p H$ 对氨氮去除率的影响如图-2所示。氨氮去除率在 $p H > 10$ 后迅速下降、 $p H > 11$ 后下降变缓，其原因可能是。

(3)、由于 $N a C l O$ 不稳定，实验前需测定试剂 $N a C l O$ 溶液中有效氯含量(即单位体积溶液中含氯化合物作为消毒剂时，氧化能力相当的 $C l_{2}$ 的质量，单位 $m g \cdot L^{- 1}$ )。取 $5.00 m L$ 市售待测 $N a C l O$ 溶液，加水稀释至 $20.00 m L$ ，用乙酸-乙酸钠溶液控制稀释液 $p H$ 为3.5~4.2；加入过量 $K I$ 溶液充分反应后，滴加2~3滴淀粉溶液，用 $0.0100 m o l \cdot L^{- 1}$ 的标准 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液滴定至终点，共消耗标准 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液 $20.00 m L$ (已知： $I_{2} + 2 S_{2} O_{3}^{2 -} = S_{4} O_{6}^{2 -} + 2 I^{-}$ )。计算该市售 $N a C l O$ 溶液中有效氯含量(写出计算过程)。

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29. 碘单质对动植物的生命极其重要，还可用于医药、照相、染料和系统监测等。某学习小组在实验室中从海藻和油井盐水生产母液中提取碘单质的主要步骤如图1所示：
已知：本实验条件下，氧化性：Cl₂>IO $_{3}^{-}$ >MnO₂>I₂
回答下列问题：

(1)、检验海藻和油井盐水生产母液中含有I^-的操作和现象为。

(2)、“氧化”时，小组同学选用氯气作氧化剂，装置如图2所示：
①实验室用装置A制备Cl₂时，适合选用的试剂为。
②实验时，控制向装置B中通入Cl₂的速率和用量的常用方法为，若Cl₂过量，造成的后果为(用离子方程式表示)，向通入过量Cl₂所得的溶液中加入一种试剂，可提高I₂的产率，该试剂为(填选项字母)。
a.KI b.NaOH c.硝酸
③若用MnO₂代替Cl₂ ，优点是， (答出一点即可)；缺点是分离出的固体残渣中含有少量I₂。小组同学用如图3所示装置进行固体残渣中I₂的深度萃取，实验时装置D中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管上升至装置F，冷凝后滴入滤纸套筒中，与固体残渣接触进行萃取，液面达到虹吸管顶端时，经虹吸管返回烧瓶。装置F的进水口为(填“上口”或“下口”)，与常规萃取相比，该萃取装置的优点为。

(3)、“蒸馏”时，若加热一段时间后发现忘记加沸石，合理的处理方法为。

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30. 卤族元素在自然界中主要以卤化物形式存在，完成下列填空：

(1)、工业电解铝以铝土矿(Al₂O₃)为原料，冰晶石(Na₃AlF₄)为助熔剂。
①铝土矿中 ${Al}_{2} O_{3}$ 的晶体类型；

②比较 $Na 、 Al 、 F$ 的简单离子半径大小；

③ $Na$ 最外层电子的电子云形状为。

(2)、从海水中获取的 $NaCl$ 主要用于氯碱工业，写出阳极的电极反应。

(3)、采用“空气吹出法”从浓海水中吹出 ${Br}_{2}$ ，并用纯碱吸收。纯碱吸收 ${Br}_{2}$ 的主要反应为： $3 {Br}_{2} + 6 {Na}_{2} {CO}_{3} + 3 H_{2} O \to 5 NaBr + {NaBrO}_{3} + 6 {NaHCO}_{3}$ ，吸收 $1 {molBr}_{2}$ 时，转移电子为mol。

(4)、工业生产纯碱的方法是：向饱和食盐水中通入 ${NH}_{3}$ 和 ${CO}_{2}$ ，即有 ${NaHCO}_{3}$ 晶体析出。结合速率与平衡理论解释 ${NaHCO}_{3}$ 析出的原因。

(5)、向碘水溶液中通入过量的 ${Cl}_{2}$ ，发生反应： $I_{2} + {Cl}_{2} + H_{2} O \to {IO}_{3}^{-} + {Cl}^{-} + H^{+}$ ，配平上述方程式。

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物质	熔点/℃	沸点/℃
$C l O_{2}$	-59	11
$C l_{2}$	-107	-34.6

A	B	C	D

制取氯气	验证氧化性	验证漂白性	吸收尾气

MBr	NaBr	KBr	RbBr	CsBr
熔点/℃	747	734	693	636

【备考2024年】从巩固到提高 高考化学微专题05 卤族与氮族及其应用

一、选择题

二、多选题

三、非选择题

【备考2024年】从巩固到提高高考化学微专题05 卤族与氮族及其应用