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第十八讲 非金属及其化合物综合题
【基础巩固】
1．(2021·全国乙卷，7)我国提出争取在2030 年前实现碳达峰，2060 年实现碳中和，这对于改善环境，实
现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接
有效的是( )
A．将重质油裂解为轻质油作为燃料
B．大规模开采可燃冰作为新能源
C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D．研发催化剂将CO2还原为甲醇
【答案】 D
【解析】 将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A 不符合题意；
大规模开采可燃冰作为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B 不符合题意；通过
清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C 不符合题意；研发
催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故D 符合题意。
2．为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染，通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2)，再用KI 溶液处理后
回收Se。发生的反应为①Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O；②SeO2＋4KI＋4HNO3===4KNO3＋Se
＋2I2＋2H2O，下列说法错误的是( )
A．①中SO2是还原产物，SeO2是氧化产物
B．②中KI 是还原剂，SeO2是氧化剂
C．每生成0.4 mol I2共转移1.2 mol 电子
D．氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>HNO3
【答案】 C
【解析】 反应②中，生成2 mol 碘单质，转移4 mol 电子，则每生成0.4 mol I2共转移0.8 mol 电子，故C
错误；在同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应①中氧化性：H2SO4(浓)>SeO2，反应②
中硝酸既不是氧化剂也不是还原剂，说明氧化性：SeO2>HNO3，故D 正确。
3．构建和谐社会的内容之一是人类与环境的和谐发展，而“绿色化学”的内容是指从技术经济上设计可
行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用，下列化学反应不符合“绿色化学”理念的是( )
A．消除硫酸厂尾气中的SO2：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除硝酸工业尾气的氮氧化物的污染：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制CuSO4：2Cu＋O2＋2H2SO4=====2CuSO4＋2H2O
【答案】 C
【解析】 用氨气和水与二氧化硫反应，减少了污染性气体排放，符合绿色化学理念，A 正确；用氢氧
化钠溶液吸收氮氧化物，减少了污染性气体排放，符合绿色化学理念，B 正确；铜与浓硫酸反应有二氧化
硫放出，不符合绿色化学理念，C 错误；制备硫酸铜过程无污染性气体产生，符合绿色化学理念，D 正确。
1
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4．常温下，二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体，遇水易水解，工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和
硫单质合成S2Cl2的实验装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A．实验时需后点燃E 处的酒精灯
B．C、D 中所盛试剂分别为饱和氯化钠溶液、浓硫酸
C．二氯化二硫(S2Cl2)水解反应产物为S、H2S、HCl
D．G、H 之间应加上D 装置
【答案】 C
【解析】 因为装置中有空气，所以实验时应先点燃最左边酒精灯，产生氯气排出空气，再点燃E 处酒
精灯，故A 正确；因为S2Cl2遇水易水解，所以E 中应为纯净干燥的氯气与S 反应，C 瓶中盛饱和氯化钠溶
液，吸收挥发出的HCl 气体，D 瓶中盛浓硫酸吸水干燥，故B 正确；根据元素守恒，二氯化二硫(S2Cl2)水
解反应产物中一定有含氧元素的化合物，且元素的化合价必须有升有降，故C 错误；因为二氯化二硫遇水
易水解，所以G、H 之间应加上D 装置，以防止右侧水蒸气扩散进入E 中，故D 正确。
5．（2022·广东·高考真题）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d 均为浸有相应试液的棉花)所示的探究
实验，下列分析正确的是
A．Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性
B．a 处变红，说明SO2是酸性氧化物
C．b 或c 处褪色，均说明SO2具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
【答案】B
【解析】A．铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化
性，故A 错误；B．a 处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，
故B 正确；C．b 处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c 处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是
SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C 错误；D．实验过程中试管底部出现白色固体，
根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反
应生成的H2O 吸收，故D 错误；综上所述，正确的是B 项。
6．（2023·广东·统考高考真题）1827 年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组
利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是
2
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A．图1：喷泉实验
B．图2：干燥NH3 C．图3：收集NH3
D．图4：制备NH3
【答案】B
【详解】A．NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A 可以达到预期；B．P2O5
为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B 不可以达到预期；C．
NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C 可以达到预期；D．CaO 与浓氨水混合后与水反应并
放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D 可以达到预期；故选B。
7．（2023·陕西西安·陕西师大附中校考模拟预测）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
浓硫酸
Cu
品红溶液
验证SO2具有漂白性
B
稀硫酸
大理石
浓硫酸
制备纯净的CO2
C
稀硝酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
验证元素非金属性强弱：N>C>Si
D
Na2CO3溶液
饱和硼酸溶液
澄清石灰水
验证酸性强弱：H2CO3>H3BO3
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【解析】A．浓硫酸和Cu 反应制取SO2需要加热，图中缺少加热装置，A 错误；B．稀硫酸和大理石反应生
成二氧化碳的同时生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水会覆盖在大理石表面，阻止硫酸和大理石的进一步反应，
通常用盐酸和大理石反应制备二氧化碳，B 错误；C．稀硝酸具有挥发性，挥发出来的硝酸会混在CO2 中，
硝酸也能与硅酸钠反应生成硅酸，无法证明碳酸的酸性强于硅酸，即无法证明非金属性C>Si，C 错误；
D．硼酸和碳酸钠反应只能生成碳酸氢钠不能生成二氧化碳，c 中澄清石灰水无变化，说明硼酸的酸性弱于
碳酸，D 正确；故答案选D。
8．（2023·广东·统考高考真题）按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管，关闭活塞。下列说法
正确的是
3
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A．Ⅰ中试管内的反应，体现H
+的氧化性
B．Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的还原性
C．在Ⅰ和Ⅲ的试管中，都出现了浑浊现象
D．撤掉水浴，重做实验，Ⅳ中红色更快褪去
【答案】C
【解析】Ⅰ中发生反应S2O3
2−+2H
+= S↓+SO2↑+ H2O，二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色，二氧化硫进入
Ⅲ中与硫化钠反应生成S 沉淀，二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱，酚酞褪色。A．Ⅰ中试
管内发生反应S2O3
2−+2H
+= S↓+SO2↑+ H2O ，氢元素化合价不变， H
+不体现氧化性，故A 错误；B．Ⅱ
中品红溶液褪色，体现SO2
的漂白性，故B 错误；C．Ⅰ试管内发生反应S2O3
2−+2H
+= S↓+SO2↑+ H2O，Ⅲ
试管内发生反应2S
2−+SO2+2H2O=3S↓+4OH
−，Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象，故C 正确；D．撤掉
水浴，重做实验，反应速率减慢，Ⅳ中红色褪去的速率减慢，故D 错误；故选C。
9．（2023·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是
A．图①装置可用于制取并收集氨气
B．图②操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡
C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大
4
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D．图④装置盐桥中阳离子向ZnSO4溶液中迁移
【答案】C
【详解】A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨
气，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法制备氨气，故A 错误；B．高锰酸钾溶液具有强氧化性，
会腐蚀橡胶管，所以高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管在，不能盛放在碱式滴定管中，故B 错误；C．配
制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，故C 正确；
D．由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，
故D 错误；故选C。
10．（2023·湖北·统考高考真题）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A 的名称为 ，装置B 的作用为 。
(2)铜与过量H2O2反应的探究如下：
实验②中Cu 溶解的离子方程式为 ；产生的气体为 。比较实验①和②，从氧化还原角度说
明H
+的作用是 。
(3)用足量NaOH 处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X 为铜的氧化物，提纯干燥后的X 在惰
性氛围下加热，mgX 完全分解为ng 黑色氧化物Y，n
m =5
6
。X 的化学式为 。
(4)取含X 粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI 完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，
用0.1000 mol⋅L
−1Na2S2O3
标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3
标准溶液15.00mL。(已知：
2Cu
2++ 4I
−=2CuI↓+I2
，I2+2S2O3
2−=2I
−+S4O6
2−)标志滴定终点的现象是 ，粗品中X 的相对含
量为 。
5
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【答案】(1) 具支试管 防倒吸
(2) Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 既不是氧化剂，又不是还原剂，但可增强H2O2的氧化性
(3)CuO2
(4) 溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色 96%
【解析】（1）由图可知，仪器A 的名称为具支试管；铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，其中二氧
化氮易溶于水，需要防倒吸，则装置B 的作用为防倒吸；
（2）根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成硫酸铜，离
子方程式为：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在
铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，但反应现象明显，故从氧化还原角度说明H
+
的作用是：既不是氧化剂，又不是还原剂，但可增强H2O2 氧化性；
（3）在该反应中铜的质量m(Cu)=n×64
80 = 4 n
5
，因为n
m =5
6
，则m(O)=n× 16
80 +(m−n)=2n
5
，则X 的化学
式中铜原子和氧原子的物质的量之比为：n(Cu)
n(O)
=
4n
5×64
2n
5×16
= 1
2
，则X 为CuO2；
（4）滴定结束的时候，单质碘消耗完，则标志滴定终点的现象是：溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来
的颜色；在CuO2中铜为+2 价，氧为-1 价，根据2CuO2+8H
++8I
−=2CuI ↓+3I2+4 H2O，可以得到关系式：
2CuO2~3I2~6S2O3
2−，则n(CuO2)=1
3
×0.1mol/L×0.015L=0.0005mol ，粗品中X 的相对含量为
0.0005×96
0.05
×100 % =96 %。
11．（2023·陕西榆林·统考模拟预测）亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业，也常用于食品
保鲜剂。某小组拟利用NOx制备亚硝酸钠，简易流程如图。
已知：NO2 + NO+ Na2CO3＝2NaNO2 + CO2，2NO2 + Na2CO3＝ NaNO2 + NaNO3 +CO2。
6
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(1)N2的结构式为 ；利用饱和NH4Cl 溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2，该反
应的化学方程式为 。
(2)装置C 中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是 ；NO 不能单独被纯碱溶液吸收，为了使NOx
完全被碱液吸收且产品纯度高，x＝ 。
(3)装置D 的作用是 ，采用“倒置漏斗”措施的目的是 。
(4)实验完毕后，从装置C 中分离出NaNO2固体产品(不含Na2CO3杂质)。设计实验探究NaNO2的性质。取少
量NaNO2固体产品配制成溶液，分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验，实验操作及现象、结论如表。
实
验
实验操作及现象
结论
甲
滴入无色酚酞溶液中，无色酚酞溶液变红
HNO2是弱酸
乙
滴入少量酸性KI－淀粉溶液中，振荡，酸性KI－淀粉溶液变蓝
酸性条件下， NO2
−具有氧化性
丙
滴入少量酸性KMnO4溶液中，振荡，酸性KMnO4溶液褪色
酸性条件下 ， NO2
−具有还原性
上述实验 (填标号 )的结论不可靠，理由是 。以上经实验测得实验丙反应后的溶
液中氮元素仅以NO3
−的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO2
−反应的离子方程式为 。
(5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度，根据朗伯一比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠
标准曲线数据如表所示。(已知：稀溶液的吸光度与浓度成正比)
标准使用液浓度/(μg·mL−1)
取标准液体积/mL
相当于亚硝酸钠的质量/μg
吸光度A
1
4
4
2.7045
取0.001gNaNO2样品溶于蒸馏水配成1000mL 稀溶液，取4.00mL 该稀溶液测得吸光度为2.7000，对比标准
曲线数据可知，该亚硝酸钠产品纯度为 (结果保留三位有效数字，已知1 μg＝10－6 g)。
【答案】(1) N ≡ N NH4Cl+ NaNO2Δ
¿
¿
NaCl+N2↑+2H2O
(2) 三颈烧瓶(或三口烧瓶) 1. 5
7
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(3) 吸收尾气(或其他合理答案) 防倒吸(或其他合理答案)
(4) 乙 产品可能混有NO3
−(或其他合理答案) 5NO2
− + 2MnO4
− +6H+＝2Mn2+ +5NO3
− + 3H2O
(5)99. 8%
【解析】铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，用氮气通入，将一氧化氮送入到碳酸钠溶液中，B
中也通入氧气，与NO 混合，在C 处发生反应生成亚硝酸钠，用酸性高锰酸钾溶液处理尾气。（1）氮气是
氮氮共用三对电子，则N2的结构式为N ≡ N；利用饱和NH4Cl 溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应生成
N2、氯化钠和水，其反应的化学方程式为NH4Cl+ NaNO2Δ
¿
¿
NaCl+N2↑+2H2O；故答案为：N ≡ N；NH4Cl+
NaNO2Δ
¿
¿
NaCl+N2↑+2H2O。（2）根据图中信息得到装置C 中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是三颈烧瓶
(或三口烧瓶)；NO 不能单独被纯碱溶液吸收，只有二氧化氮，则纯碱与二氧化氮的反应为 2NO2 + Na2CO3
＝ NaNO2 + NaNO3 +CO2，若是一氧化氮和二氧化氮混合物，则混合物于纯碱反应为NO2 + NO+ Na2CO3＝
2NaNO2 + CO2，为了使NOx完全被碱液吸收且产品纯度高，可以理解为N2O3即NO1.5，则x＝1. 5；故答案为：
三颈烧瓶(或三口烧瓶)；1. 5。（3）由于氮氧化物会污染环境，可能碳酸钠溶液没有完全吸收，则装置D
的作用是吸收尾气，采用“倒置漏斗”措施的目的是防倒吸；故答案为：吸收尾气(或其他合理答案)；防
倒吸(或其他合理答案)。（4）由于二氧化氮与纯碱反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，硝酸根在酸性条件下
会氧化碘离子变为单质碘，因此上述实验乙的结论不可靠，理由是产品可能混有NO3
−。以上经实验测得实
验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO3
−的形式存在，酸性KMnO4溶液与NO2
−反应生成锰离子、硝酸根和水，
其反应的离子方程式为5NO2
− + 2MnO4
− +6H+＝2Mn2+ +5NO3
− + 3H2O；故答案为：产品可能混有NO3
−；5NO2
− +
2MnO4
− +6H+＝2Mn2+ +5NO3
− + 3H2O。（5）取0.001gNaNO2 样品溶于蒸馏水配成1000mL 稀溶液，取
4.00mL 该稀溶液测得吸光度为2.7000，对比标准曲线数据可知，亚硝酸钠的质量为2.7000×4 μg
2.7045
× 1000
4
，
8
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则该亚硝酸钠产品纯度为
2.7000×4 μg
2.7045
× 1000
4
×10
−6g⋅( μg)
−1
0.001g
×100 %≈99.8 %
；故答案为：99.8%。
12．（2023·陕西咸阳·统考三模）CuCl 是一种难溶于水和乙醇的白色固体，可溶于浓盐酸或者浓氨水(形成
络合物)，易被氧化为高价绿色铜盐，见光受热易分解。在催化领域广泛应用，纺织工业中常作脱色剂，可
利用如图装置(夹持装置略去)将SO2通入新制氢氧化铜悬浊液中制备CuCl。
实验步骤及现象：
①向C 中先加入10.00mL0.5mol•L-1CuCl2溶液，再加入30mL0.6mol•L-1NaOH 溶液；
②取下A 中分液漏斗上的玻璃塞，然后打开分液漏斗的活塞，产生SO2气体至过量，直至C 中出现较多的
白色沉淀，上层是淡绿色的溶液；
③将C 中混合物过滤，依次用水和乙醇洗涤低温晾干，精确称量所得固体质量为0.398g。
回答下列问题：
(1)试剂a 为浓硫酸，反应过程中表现的是浓硫酸的 性和 性。
(2)装置B 中长颈漏斗的作用是 。
(3)将SO2通入C 中，与新制氢氧化铜悬浊液反应，产生白色固体的离子方程式为 。
(4)装置C 的规格最好选用 (填字母)。
A．50mL
B．100mL
C．150mL
D．200mL
(5)针对步骤2 中的现象查阅资料得知：
i.白色沉淀为CuCl；
ii.上层淡绿色溶液中的主要溶质为NaCl 和少量Cu(HSO3)2。
结论：本实验中较多量的新制氢氧化铜与二氧化硫发生了氧化还原反应，少量与之发生了复分解反应，二
者为竞争关系。检验淡绿色溶液中含有HSO3
−的操作方法是 。
(6)产品需要避光保存在阴凉的环境中，其原因是 。
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(7)计算该实验中CuCl 的产率为 %。
(8)已知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，CuCl+HCl=HCuCl2，HCuCl2稀释
¿
¿
CuCl↓+HCl。若所得CuCl 固体中混有少量
Cu2O，请补充完整除去Cu2O 的实验方案：
①向产物中滴加试剂 ，使固体充分溶解，再过滤出杂质；.
②向滤液中加水稀释至不再产生沉淀为止；
③过滤、洗涤、干燥，可得到除去Cu2O 后的CuCl 固体。
【答案】(1) 酸 强氧化
(2)安全装置
(3)2C 1
−+ SO2+2Cu(OH )2=2CuCl+ SO4
2−+2 H 2O
(4)B
(5)取少量淡绿色溶液于试管中，滴入少量BaCl2 溶液，无明显现象，再滴加稀HCl，若产生无色有刺激性气
味的气体，且该气体能使品红褪色，证明溶液中含有HSO3
−
(6)产品见光受热易分解
(7)80
(8)浓HCl
【解析】本实验利用Zn 与浓硫酸产生的SO2与新制的氢氧化铜悬浊液反应得到CuCl，利用CuCl 是一种难溶
于水和乙醇的白色固体这一物理性质进行过滤、洗涤、干燥之后得到产品，（1）Zn 与浓硫酸反应产生还
原产物SO2说明浓硫酸具有强氧化性，同时硫酸转化为了硫酸盐，体现了硫酸的酸性。（2）装置B 中长颈
漏斗可以避免装置内气压过大引发安全事故，可通过长颈漏斗内液面上升情况判断装置内气压情况。
（3）SO2 通入C 中，与新制氢氧化铜悬浊液反应生成CuCl，根据价态规律可知二氧化硫被氧化为SO4
2−，
故离子方程式为2C 1
−+ SO2+2Cu(OH )2=2CuCl+ SO4
2−+2 H 2O。（4）三颈烧瓶加热时液体不超过
2/3，而烧瓶内液体实际体积为40mL，据此可知烧瓶应选择比60mL 大一点的规格。故选B。（5）检验淡
绿色溶液中含有HSO3
−的具体操作为取少量淡绿色溶液于试管中，滴入少量BaCl2 溶液，无明显现象，再
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滴加稀HCl，若产生无色有刺激性气味的气体，且该气体能使品红褪色，证明溶液中含有HSO3
−。（6）题
干信息可知CuCl 易被氧化为高价绿色铜盐，见光受热易分解，产品需要避光保存在阴凉的环境中。（7）
10.00mL0.5mol•L-1CuCl2 溶液经计算理论上n(CuCl)= n(CuCl2)= 10.00mL×0.5mol•L-1=5×10
−3mol，故产率为
0.398 g
5×10
−3mol×(64+35.5)g·mol
−1 ×100 % =80 %。（8）根据已知信息及CuCl 可溶于浓盐酸且稀释后重
新得到CuCl 可知，若所得CuCl 固体中混有少量Cu2O，先加浓盐酸将CuCl 溶解并将Cu2O 转化为Cu 与
Cu2+，过滤之后对滤液进行稀释可以重新得到CuCl。
【拔高练习】
1．(2021·河北，4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境
问题也日益受到关注，下列说法正确的是( )
A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C．植物直接吸收利用空气中的NO 和NO2作为肥料，实现氮的固定
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】 D
【解析】 NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有刺激性气味的气体，A 错误；汽车尾气
中的主要大气污染物为碳与氮的氧化物，如NOx和CO 等，B 错误；氮的固定是指将游离态的氮转化为氮
的化合物的过程，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化
物，C 错误。
2．保罗·克拉兹等三位科学家因在氟利昂和臭氧层方面的研究获得诺贝尔化学奖，他们的研究揭示了大气
中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法不正确的是( )
A．氯原子在反应中作催化剂
B．过氧化氯的结构式为O—Cl—Cl—O
C．臭氧分子最终转变成氧气分子
D．过程②中一氧化氯断键形成过氧化氯
【答案】 B
【解析】 图中反应历程为①Cl＋O3―→ClO＋O2，②ClO＋ClO―→ClOOCl，③ClOOCl――→2Cl＋
O2。该过程的总反应为2O3===3O2，所以氯原子在反应中作催化剂，A 正确；过氧化氯的结构式为Cl—O
—O—Cl，B 错误；由该过程的总反应知臭氧分子最终转变成氧气分子，C 正确；过程②中ClO＋
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ClO―→ClOOCl，一氧化氯断键形成过氧化氯，D 正确。
3．大气中的自由基HO·来源于HNO2的光解：HNO2――→HO·＋NO(HO·可造成臭氧损耗)；O3――→O·＋
O2；HO·＋O3―→HO2·＋O2；HO2·＋O·―→HO·＋O2。下列说法错误的是( )
A．HNO2可破坏大气中的臭氧层
B．HNO2能使酚酞溶液变红
C．HO·是臭氧层中促进O3分解的催化剂
D．16 g O2和O3的混合物中含有1 mol 氧原子
【答案】 B
【解析】 根据题意可知HNO2会产生自由基HO·造成臭氧损耗，破坏臭氧层，A 正确；HNO2是一种弱酸，
酚酞遇酸不变色，B 错误；根据HO·造成臭氧损耗的两个反应可知，HO·为促进O3分解的催化剂，C 正确。
4．（2022·广东·高考真题）实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处
理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A．A
B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A 装
置能达到实验目的，故A 不符合题意；B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B 装置能收集氯气，
故B 不符合题意；C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C
不符合题意；D．氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH 溶液吸收尾气，D 装置不能达到实验目的，故D 符
合题意；答案选D。
5．（2022·河北·高考真题）下列图示装置不能达到实验目的的是
A．装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2
B．装置乙除去Cl2中的HCl 并干燥
C．装置丙验证铁的吸氧腐蚀
D．装置丁实验室制备少量NH3
【答案】D
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【详解】A．四氯化碳和水不互溶，溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，则装置甲能达到用用
四氯化碳萃取溴水中溴的实验目的，故A 不符合题意；B．浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢
和水蒸气，盛有的饱和食盐水的洗气瓶能用于除去氯化氢气体，盛有的浓硫酸的洗气瓶能用于干燥氯气，
则装置乙能达到除去氯气中的氯化氢气体并干燥的实验目的，故B 不符合题意；C．铁丝网在氯化钠溶液
中发生吸氧腐蚀会使试管内气体的物质的量减小，气体压强减小，红墨水会进入导气管中形成一段液柱，
则装置丙能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的，故C 不符合题意；D．由图可知，装置丁的向下排空气法
收集氨气的试管中没有排出气体的出口，则装置丁不能达到实验室制备少量氨气的实验目的，故D 符合题
意；故选D。
6．（2022·江苏·高考真题）实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验
目的的是
A．用装置甲制取SO2气体
B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2
D．用干燥pH 试纸检验SO2水溶液的酸性
【答案】C
【解析】A．60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O，因此装置甲可以制取
SO2气体，A 正确；B．气体通入液体时“长进短处”，装置乙可以制取SO2水溶液，B 正确；C．SO2不会与
饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，C 错误；D．SO2水溶液显酸性，可用干燥
的pH 试纸检验其酸性，D 正确；答案选C。
7．（2022·山东·高考真题）某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。
下列物质组合不符合要求的是
气体
液体
固体粉末
A
CO2
饱和Na2CO3溶液
CaCO3
B
Cl2
FeCl2溶液
Fe
C
HCl
Cu(NO3)2溶液
Cu
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D
NH3
H2O
AgCl
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【解析】A．通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2，由于在相
同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A 项选；B．通
入Cl2，发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，最终Fe 消失得到澄清溶液，B 项不选；C．通入
HCl，NO3
-在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H++2NO3
-=3Cu2++2NO↑+4H2O，最终Cu 消失
得到澄清溶液，C 项不选；D．AgCl 在水中存在溶解平衡AgCl(s)
Ag
⇌
+(aq)+Cl-(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结
合成[Ag(NH3)2]+，使溶解平衡正向移动，最终AgCl 消失得到澄清溶液，D 项不选；答案选A。
8．（2023·北京·统考高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A．实验室制Cl2
B．实验室收集C2H4
C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性
D．除去CO2中混有的少
量HCl
【答案】D
【解析】A．MnO2固体加热条件下将HCl 氧化为Cl2，固液加热的反应该装置可用于制备Cl2，A 项正确；
B．C2H4不溶于水，可选择排水收集，B 项正确；C．挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH3溶解，烧瓶中气体
大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉，红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质，
C 项正确；D．Na2CO3与HCl、CO2发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO3溶液，D 项错误；
故选D。
9．（2023·陕西西安·统考一模）我国科学家最近揭示氢化钡固氮加氢产生氨气的反应机理。某小组设计实
验制备高纯度的BaH2并测定其纯度。
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请回答下列问题：
(1)写出氢化钡的电子式 。
(2)粗锌较纯锌相比，与稀硫酸反应产生H2速率较快，请解释原因 。
(3)实验中B 装置出现的现象是 。
(4)先启动A 中反应，F 处检验氢气纯净后点燃D 处酒精灯，这样操作的目的是 。
(5)实验完毕，从A 装置的混合物中提取ZnSO4·7H2O 的一系列操作包括 、过滤、洗涤、干燥。
(6)已知：氢化钡遇水剧烈反应。设计如图装置测定氢化钡纯度。室温下，向恒压分液漏斗中加入足量水，
乙管实验前对应气体体积读数为V1mL，甲中完全反应后乙管气体体积读数为V2mL(V2＞V1)。
①D 每次读数前要调整丙管高度，使其与乙管液面持平，其目的是 。
②已知室温下，气体摩尔体积为VmL/mol，该产品纯度为 ，若实验结束时，未调平乙管和丙管的液
面，且丙管的液面高于乙管，所测得产品纯度 (填“偏高”或“偏低”)。
【答案】(1)
(2)粗锌形成了原电池，加快了反应的速率
(3)出现黑色沉淀
(4)利用生成的氢气排尽装置中的空气，防止氢气与空气混合加热发生爆炸及防止Ba 与空气中的气体在加
热条件下发生反应
(5)过滤、蒸发浓缩、冷却结晶(或降温结晶)
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(6) 使乙管内气压等于外压(或使所测气体体积为一个大气压下的体积) 139(V2-V1)
20aVm
% 偏低
【解析】根据流程，将粗锌与稀硫酸发生反应生成氢气，因粗锌中还含有ZnS，ZnS 与稀硫酸反应生成H2S
气体，将得到的气体通入到装置B 中可以将混合气体中的H2S 去除得到较为纯净的氢气，将剩余气体通入
到装置C 的浓硫酸中可以将气体中的水蒸气除去得到纯净的氢气，将氢气通入到装置D 中与Ba 在加热条件
下反应生成BaH2，装置E 的作用可以防止装置F 中的气体流入装置D 中使生成的BaH2水解，装置F 用于收
集没有反应掉的氢气。（1）BaH2 为离子化合物，其中Ba 呈正化合价，H 呈负化合价，其电子式为
。（2）因为粗锌中含有少量的杂质Cu，在Zn 与稀硫酸反应的时候Cu-Zn-稀硫酸形成
了原电池，加快了生成氢气的速率。（3）因为稀硫酸与粗锌中的ZnS 反应生成的H2S，H2S 与装置B 中的
CuSO4 反应生成CuS 灰色固体，因此装置B 中的现象为产生黑色固体。（4）反应前先启动A 装置，在F 处
检验到了较为纯净的氢气后再点燃D 处的酒精灯，是因为需要排空装置中的氧气，防止在加热的过程中空
气与氢气发生爆炸，同时还可以防止装置中的氧气与Ba 反应。（5）实验完毕以后可以从装置A 中得到
ZnSO4·7H2O，因为混合物中还含有杂质Cu，需先过滤，再蒸发浓缩、冷却结晶，将得到的固体再次过滤后
洗涤、干燥，得到较为纯净的ZnSO4·7H2O。（6）BaH2与水发生反应生成Ba(OH)2和H2，反应的方程式为
BaH2+2H2O=Ba(OH)2+2H2↑；①在每次读数前需调节丙管高度保持与乙管持平，是因为使乙管内气压等于外
压，此时测得的气体体积为一个大气压下的体积；②根据已知条件，反应得到的气体为(V2-V1)mL，这些气
体的物质的量为(V2-V1)×10
−3
Vm
mol，因此参加反应的BaH2的物质的量为(V2-V1)×10
−3
2Vm
mol，这些BaH2
的质量为139(V2-V1)×10
−3
2Vm
g，则该产品纯度为
139(V2-V1)×10
−3
2Vm
g
ag
×100%=139(V2-V1)
20aVm
%；若实验结束
时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管，导致乙管中的气体体积比实际体积小，换算出的
参加反应的BaH2的质量较真实值小，使得纯度偏低。
10．（2022·湖南·高考真题）某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2⋅2H2O，并用重量法测定产品中
BaCl2⋅2H2O的含量。设计了如下实验方案：
可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2⋅2H2O的制备
按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCl2⋅2H2O产品。
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步骤2，产品中BaCl2⋅2H2O的含量测定
①称取产品0.5000g，用100mL水溶解，酸化，加热至近沸；
②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100mol⋅L
-1H2SO4溶液，
③沉淀完全后，60℃水浴40 分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.4660g。
回答下列问题：
(1)Ⅰ是制取 气体的装置，在试剂a 过量并微热时，发生主要反应的化学方程式为 ；
(2)Ⅰ中b 仪器的作用是 ；Ⅲ中的试剂应选用 ；
(3)在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是
；
(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是 ；
(5)在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是 (填名称)；
(6)产品中BaCl2⋅2H2O的质量分数为 (保留三位有效数字)。
【答案】(1) HCl H2SO4(浓)+NaCl =
❑
微热NaHSO4+HCl↑
(2)防止倒吸 CuSO4溶液
(3)静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶
(6)97.6%
【解析】装置I 中浓硫酸和氯化钠共热制备HCl，装置II 中氯化氢与BaS 溶液反应制备BaCl2·2H2O，装置III
中硫酸铜溶液用于吸收生成的H2S，防止污染空气。（1）由分析可知，装置I 为浓硫酸和氯化钠共热制取
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HCl 气体的装置，在浓硫酸过量并微热时，浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢，发生主要反应的
化学方程式为：H2SO4(浓)+NaCl =
❑
微热NaHSO4+HCl↑。（2）氯化氢极易溶于水，装置II 中b 仪器的作用是：防
止倒吸；装置II 中氯化氢与BaS 溶液反应生成H2S，H2S 有毒，对环境有污染，装置III 中盛放CuSO4溶液，
用于吸收H2S。（3）硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，因此判断沉淀已完全的方法是静置，取上层清液
于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全。（4）为了使钡离子沉淀完全，
沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。（5）过滤用到的仪器有：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，用不到锥
形瓶。（6）由题意可知，硫酸钡的物质的量为：0.4660g
233g/mol
=0.002mol，依据钡原子守恒，产品中
BaCl2·2H2O 的物质的量为0.002mol ，质量为0.002mol×244g/mol=0.488g ，质量分数为：0.488g
0.5000g ×
100%=97.6%。
11．（2023·全国·统考高考真题）元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对
有机化合物进行C、H 元素分析。
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt 坩埚和CuO 放入石英管中，先 ，而后将已称重的U 型管c、d 与石英管连接，检
查 。依次点燃煤气灯 ，进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO 的作用是 (举1 例，用化学方程式表示)。
(3)c 和d 中的试剂分别是 、 (填标号)。c 和d 中的试剂不可调换，理由是 。
A．CaCl2 B．NaCl C．碱石灰(CaO+NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt 坩埚中样品CxHyOz 反应完全后，应进行操作： 。取下c 和d 管称重。
(5)若样品CxHyOz 为0.0236g，实验结束后，c 管增重0.0108g，d 管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对
分子量为118，其分子式为 。
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【答案】(1) 通入一定的O2 装置气密性 b、a
(2) 为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U 型管中 CO+CuOΔ
¿
¿
Cu+CO2
(3) A C 碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O2，冷却装置
(5)C4H6O4
【解析】利用如图所示的装置测定有机物中C、H 两种元素的含量，这是一种经典的李比希元素测定法，
将样品装入Pt 坩埚中，后面放置一CuO 做催化剂，用于催化前置坩埚中反应不完全的物质，后续将产物吹
入道两U 型管中，称量两U 型管的增重计算有机物中C、H 两种元素的含量，结合其他技术手段，从而得
到有机物的分子式。（1）实验前，应先通入一定的O2 吹空石英管中的杂质气体，保证没有其他产物生成，
而后将已U 型管c、d 与石英管连接，检查装置气密性，随后先点燃b 处酒精灯后点燃a 处酒精灯，保证当
a 处发生反应时产生的CO 能被CuO 反应生成CO2（2）实验中O2 的作用有：为实验提供氧化剂、提供气流
保证反应产物完全进入到U 型管中；CuO 的作用是催化a 处产生的CO，使CO 反应为CO2，反应方程式为
CO+CuOCu+CO2（3）有机物燃烧后生成的CO2 和H2O 分别用碱石灰和无水CaCl2 吸收，其中c 管装有无水
CaCl2，d 管装有碱石灰，二者不可调换，因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳，影响最后分子式的确
定；（4）反应完全以后应继续吹入一定量的O2，保证石英管中的气体产物完全吹入两U 行管中，使装置
冷却；（5）c 管装有无水CaCl2，用来吸收生成的水蒸气，则增重量为水蒸气的质量，由此可以得到有机
物中H 元素的物质的量n(H)===0.0012mol；d 管装有碱石灰，用来吸收生成的CO2，则增重量为CO2 的质
量，由此可以得到有机物中C 元素的物质的量n(C)===0.0008mol；有机物中O 元素的质量为0.0128g，其物
质的量n(O)===0.0008mol；该有机物中C、H、O 三种元素的原子个数比为0.0008：0.0012：0.0008=2：3：
2；质谱测得该有机物的相对分子质量为118，则其化学式为C4H6O4；
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