新教材2024高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題12化學(xué)工藝流程課時作業(yè)

專題精練（12）綜合實驗探究1.[2023·北京卷]資料顯示，I2可以將Cu氧化為Cu2＋。某小組同學(xué)設(shè)計實驗探究Cu被I2氧化的產(chǎn)物及銅元素的價態(tài)。已知：I2易溶于KI溶液，發(fā)生反應(yīng)I2＋I－?Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))（紅棕色）；I2和Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))氧化性幾乎相同。Ⅰ.將等體積的KI溶液加入到mmol銅粉和nmolI2（n>m）的固體混合物中，振蕩。實驗記錄如下：c（KI）實驗現(xiàn)象實驗Ⅰ0.01mol·L－1極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色實驗Ⅱ0.1mol·L－1部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色實驗Ⅲ4mol·L－1I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色（1）初始階段，Cu被氧化的反應(yīng)速率：實驗Ⅰ（填“>”“<”或“＝”）實驗Ⅱ。（2）實驗Ⅲ所得溶液中，被氧化的銅元素的可能存在形式有[Cu（H2O）4]2＋（藍色）或[CuI2]－（無色），進行以下實驗探究：步驟a.取實驗Ⅲ的深紅棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。步驟b.取分液后的無色水溶液，滴入濃氨水，溶液顏色變淺藍色，并逐漸變深。ⅰ.步驟a的目的是________________________________________________________________________。ⅱ.查閱資料，2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2，[Cu（NH3）2]＋（無色）容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟b的溶液中發(fā)生的變化：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）結(jié)合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學(xué)方程式是。分別取實驗Ⅰ和Ⅱ充分反應(yīng)后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃KI溶液，（填實驗現(xiàn)象），觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應(yīng)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）上述實驗結(jié)果，I2僅將Cu氧化為＋1價。在隔絕空氣的條件下進行電化學(xué)實驗，證實了I2能將Cu氧化為Cu2＋。裝置如圖所示，a、b分別是。（5）運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律，分析在上述實驗中Cu被I2氧化的產(chǎn)物中價態(tài)不同的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.某實驗小組以BaS溶液為原料制備BaCl2·2H2O，并用重量法測定產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量。設(shè)計了如下實驗方案：可選用試劑：NaCl晶體、BaS溶液、濃H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸餾水步驟1.BaCl2·2H2O的制備按如圖所示裝置進行實驗，得到BaCl2溶液，經(jīng)一系列步驟獲得BaCl2·2H2O產(chǎn)品。步驟2.產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量測定①稱取產(chǎn)品0.5000g，用100mL水溶解，酸化，加熱至近沸；②在不斷攪拌下，向①所得溶液逐滴加入熱的0.100mol·L－1H2SO4溶液；③沉淀完全后，60℃水浴40分鐘，經(jīng)過濾、洗滌、烘干等步驟，稱量白色固體，質(zhì)量為0.4660g?；卮鹣铝袉栴}：（1）Ⅰ是制取氣體的裝置，在試劑a過量并微熱時，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為；（2）Ⅱ中b儀器的作用是；Ⅲ中的試劑應(yīng)選用；（3）在沉淀過程中，某同學(xué)在加入一定量熱的H2SO4溶液后，認為沉淀已經(jīng)完全，判斷沉淀已完全的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；（4）沉淀過程中需加入過量的H2SO4溶液，原因是________________________________________________________________________；（5）在過濾操作中，下列儀器不需要用到的是（填名稱）；（6）產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為（保留三位有效數(shù)字）。3.苯胺又名氨基苯，是最重要的胺類物質(zhì)之一，可作為炸藥中的穩(wěn)定劑、汽油中的防爆劑，也可作為醫(yī)藥磺胺藥的原料等。苯胺為無色油狀液體，有特殊氣味，可用水蒸氣蒸餾提純。用納米鐵粉還原硝基苯制備苯胺的原理及裝置圖（略去夾持裝置和加熱裝置）如下：＋9Fe＋4H2Oeq\o(→,\s\up7(CH3COOH))＋3Fe3O4已知部分有機物的一些數(shù)據(jù)如下表：名稱相對分子質(zhì)量密度/（g·mL－1）熔點/℃沸點/℃溶解性硝基苯1231.205.7210.8難溶于水，易溶于乙醇、乙醚苯胺931.02－6.3184.4難溶于水，易溶于乙醇、乙醚乙醚740.71－116.334.6微溶于水，易溶于乙醇Ⅰ.合成：在裝置1中的儀器X中，加入9g納米鐵粉、20mL水、1mL冰醋酸，加熱至煮沸，煮沸后冷卻至室溫，再將8.0mL硝基苯逐滴加入（該反應(yīng)強烈放熱），攪拌、加熱、回流半小時，至反應(yīng)完全。Ⅱ.分離提純：將裝置1改為裝置2進行水蒸氣蒸餾，取裝置2中的餾出物約5～6mL，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，分離出有機層后，水層加入1.3gNaCl固體，用乙醚萃取3次（每次用7.0mL乙醚），合并有機層和乙醚萃取液，加入粒狀NaOH干燥，過濾后轉(zhuǎn)移至干燥的圓底燒瓶中，水浴蒸去乙醚，殘留物再利用裝置3蒸餾并收集溫度為T℃時的餾分。請回答下列問題：（1）儀器X的名稱是；加入硝基苯時，“逐滴加入”的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）分離提純過程中加入NaCl固體的作用是________________________________________________________________________。（3）裝置2中長導(dǎo)管B的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）“水蒸氣蒸餾”結(jié)束后，應(yīng)先打開止水夾T，再停止對“水蒸氣發(fā)生裝置”加熱，理由是________________________________________________________________________。（5）利用裝置3蒸餾時，溫度的范圍為，實驗結(jié)束得到產(chǎn)物6.0mL，則苯胺的產(chǎn)率為（保留三位有效數(shù)字）。4.[2023·全國甲卷]鈷配合物[Co（NH3）6]Cl3溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應(yīng)制備：2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2eq\o(→,\s\up7(活性炭))2[Co（NH3）6]Cl3＋2H2O。具體步驟如下：Ⅰ.稱取2.0gNH4Cl，用5mL水溶解。Ⅱ.分批加入3.0gCoCl2·6H2O后，將溶液溫度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL濃氨水，攪拌下逐滴加入10mL6%的雙氧水。Ⅲ.加熱至55～60℃反應(yīng)20min。冷卻，過濾。Ⅳ.將濾得的固體轉(zhuǎn)入含有少量鹽酸的25mL沸水中，趁熱過濾。Ⅴ.濾液轉(zhuǎn)入燒杯，加入4mL濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體?；卮鹣铝袉栴}：（1）步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。儀器a的名稱是。加快NH4Cl溶解的操作有________________________________________________________________________。（2）步驟Ⅱ中，將溫度降至10℃以下以避免、；可選用降低溶液溫度。（3）指出下列過濾操作中不規(guī)范之處：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）步驟Ⅳ中，趁熱過濾，除掉的不溶物主要為。（5）步驟Ⅴ中加入濃鹽酸的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5.磷酸氫二銨[（NH4）2HPO4]常用于干粉滅火劑。某研究小組用磷酸吸收氨氣制備（NH4）2HPO4，裝置如圖所示（夾持和攪拌裝置已省略）?；卮饐栴}：（1）實驗室用NH4Cl（s）和Ca（OH）2（s）制備氨氣的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。（2）現(xiàn)有濃H3PO4質(zhì)量分數(shù)為85%，密度為1.7g·mL－1。若實驗需100mL1.7mol·L－1的H3PO4溶液，則需濃H3PO4mL（保留一位小數(shù)）。（3）裝置中活塞K2的作用為。實驗過程中，當出現(xiàn)現(xiàn)象時，應(yīng)及時關(guān)閉K1，打開K2。（4）當溶液pH為8.0～9.0時，停止通NH3，即可制得（NH4）2HPO4溶液。若繼續(xù)通入NH3，當pH>10.0時，溶液中OH－、和（填離子符號）濃度明顯增加。（5）若本實驗不選用pH傳感器，還可選用作指示劑，當溶液顏色由變?yōu)闀r，停止通NH3。6.硫酸鐵銨[aFe2（SO4）3·b（NH4）2SO4·cH2O]廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)水的凈化等。某化工廠以硫酸亞鐵（含少量硝酸鈣）和硫酸銨為原料，設(shè)計如圖工藝流程制取硫酸鐵銨。請回答下列問題：（1）硫酸亞鐵溶液加硫酸酸化的主要目的是。（2）下列物質(zhì)中最適合的氧化劑B是（填字母）。a.NaClOb．H2O2c.KMnO4d．K2Cr2O7（3）操作甲的名稱是。（4）上述流程中，氧化之后和加熱蒸發(fā)之前，需加入少量（填化學(xué)式），檢驗Fe2＋是否已全部被氧化的方法為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）稱取14.00g所得產(chǎn)品，將其溶于水配制成100mL溶液，分成兩等份，向其中一份溶液中加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌得到2.14g沉淀；向另一份溶液中加入含0.05molBa（NO3）2的溶液，恰好完全反應(yīng)，則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為。專題精練（12）1．解析：（1）提高KI濃度，便于提高Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的濃度，與Cu接觸更加充分，Cu與Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的反應(yīng)速率加快，故實驗Ⅰ<實驗Ⅱ。（2）加入CCl4，I2＋I－?Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))平衡逆向移動，I2濃度減小，I－濃度增加，其目的為：除去Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，防止干擾后續(xù)實驗。加入濃氨水后[CuI2]－轉(zhuǎn)化為[Cu（NH3）2]＋，無色的[Cu（NH3）2]＋被氧化為藍色的[Cu（NH3）4]2＋，方程式為[CuI2]－＋2NH3·H2O=[Cu（NH3）2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu（NH3）2]＋＋O2＋8NH3·H2O=4[Cu（NH3）4]2＋＋4OH－＋6H2O。（3）結(jié)合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學(xué)方程式是2Cu＋I2=2CuI或2Cu＋KI3=2CuI＋KI；2Cu＋I2=2CuI反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入濃KI溶液，I2濃度減小，CuI轉(zhuǎn)化為Cu和I2，故產(chǎn)生白色沉淀溶解，出現(xiàn)紅色固體。（4）要驗證I2能將Cu氧化為Cu2＋，需設(shè)計原電池負極材料為Cu，b為含nmolI2的4mol·L－1的KI溶液。（5）含nmolI2的4mol·L－1的KI溶液、銅與碘反應(yīng)的體系在原電池裝置中，I2將Cu氧化為Cu2＋；而在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ和實驗Ⅲ中Cu以Cu＋形式存在，這是由于在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ中Cu＋可以進一步與I－結(jié)合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋濃度減小使得Cu2＋氧化性增強，發(fā)生反應(yīng)2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－=2[CuI2]－＋I2。答案：（1）<（2）除去Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，防止干擾后續(xù)實驗[CuI2]－＋2NH3·H2O=[Cu（NH3）2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu（NH3）2]＋＋O2＋8NH3·H2O=4[Cu（NH3）4]2＋＋4OH－＋6H2O（3）2Cu＋I2=2CuI或2Cu＋KI3=2CuI＋KI白色沉淀逐漸溶解銅與碘的反應(yīng)為可逆反應(yīng)（或Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))濃度小未能氧化全部的Cu）（4）銅、含nmolI2的4mol·L－1的KI溶液（5）在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ中Cu＋可以進一步與I－結(jié)合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋濃度減小使得Cu2＋氧化性增強，發(fā)生反應(yīng)2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－=2[CuI2]－＋I2。2．解析：由給出的試劑和裝置，結(jié)合實驗?zāi)康倪M行分析：（1）由上述分析可知，Ⅰ是制取HCl氣體的裝置，在試劑a（濃H2SO4）過量并微熱時，NaCl晶體與濃H2SO4反應(yīng)生成NaHSO4和HCl。（2）HCl氣體極易溶于水，故Ⅱ中b儀器的作用是防止倒吸；Ⅲ中的試劑是為了吸收H2S氣體，應(yīng)選用CuSO4溶液，發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋。（3）若沉淀已經(jīng)完全，則上層清液中無Ba2＋，可通過向上層清液中繼續(xù)滴加H2SO4溶液的方法判斷沉淀已經(jīng)完全。（4）沉淀過程中需加入過量的H2SO4溶液，增大c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))），可以減少Ba2＋在水中的溶解，使其盡可能完全轉(zhuǎn)化為沉淀。（5）過濾的實驗裝置為，故不需要用到錐形瓶。（6）0.4660gBaSO4的物質(zhì)的量為0.002mol，由BaCl2·2H2O～BaSO4可知，產(chǎn)品中BaCl2·2H2O為0.002mol，質(zhì)量分數(shù)為eq\f(0.002mol×244g·mol－1,0.5000g)×100%＝97.6%。答案：（1）HClH2SO4（濃）＋NaCleq\o(=,\s\up7(微熱))NaHSO4＋HCl↑（2）防止Ⅱ中溶液倒吸CuSO4溶液（3）取上層清液繼續(xù)滴加H2SO4溶液，無沉淀出現(xiàn)，說明已經(jīng)沉淀完全（4）減少Ba2＋在水中的溶解（5）錐形瓶（6）97.6%3．解析：（5）根據(jù)已知部分有機物的數(shù)據(jù)表，實驗?zāi)康氖菫榱说玫奖桨?，而不是硝基苯，因此溫度范圍?84.4～210.8℃，根據(jù)題干的化學(xué)方程式分析，硝基苯和苯胺的物質(zhì)的量相同，則理論產(chǎn)量為eq\f(8mL×1.20g·mL－1×93g·mol－1,123g·mol－1)≈7.26g，實驗結(jié)束得到產(chǎn)物6.0mL，實際產(chǎn)量為6mL×1.02g·mL－1＝6.12g，則苯胺的產(chǎn)率為eq\f(6.12,7.26)×100%≈84.3%。答案：（1）三頸燒瓶控制反應(yīng)速率防止爆炸并提高硝基苯的轉(zhuǎn)化率（2）減小苯胺在水中的溶解度，提高苯胺的產(chǎn)率（3）起安全管的作用（或平衡裝置內(nèi)外氣壓）（4）防止倒吸（5）184.4～210.8℃84.3%4．解析：（1）由圖中儀器的結(jié)構(gòu)特征可知，a為錐形瓶；加快氯化銨溶解可采用升溫，攪拌等；（2）步驟Ⅱ中使用了濃氨水和雙氧水，它們高溫下易揮發(fā)，易分解，所以控制在10℃以下，避免濃氨水分解和揮發(fā)，雙氧水分解。要控制溫度在10℃以下，通常采用冰水浴降溫；（3）圖中為過濾裝置，玻璃棒沒有緊靠三層濾紙?zhí)?，可能戳破濾紙，造成過濾效果不佳。還有漏斗末端較長處（尖嘴部分）沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁，可能導(dǎo)致液滴飛濺；（4）步驟Ⅳ中，將所得固體轉(zhuǎn)入有少量鹽酸的沸水中，根據(jù)題目信息，鈷配合物[Co（NH3）6]Cl3溶于熱水，活性炭不溶于熱水，所以趁熱過濾可除去活性炭；（5）步驟Ⅴ中，將濾液轉(zhuǎn)入燒杯，由于鈷配合物[Co（NH3）6]Cl3中含有氯離子，加入4mL濃鹽酸，可利用同離子效應(yīng)，促進鈷配合物[Co（NH3）6]Cl3盡可能完全析出，提高產(chǎn)率，故答案為：利用同離子效應(yīng)，促進鈷配合物[Co（NH3）6]Cl3盡可能完全析出，提高產(chǎn)率。答案：（1）錐形瓶升溫，攪拌等（2）濃氨水分解和揮發(fā)雙氧水分解冰水?。?）玻璃棒沒有緊靠三層濾紙?zhí)帲┒纺┒溯^長處（尖嘴部分）沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁（4）活性炭（5）利用同離子效應(yīng)，促進鈷配合物[Co（NH3）6]Cl3盡可能完全析出，提高產(chǎn)率5．解析：（2）根據(jù)公式c＝eq\f(1000ρω,M)可得，濃H3PO4的濃度c＝eq\f(1000ρω,M)＝eq\f(1000×1.7g·mL－1×85%,98)≈14.7mol·L－1，溶液稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，因此配制100mL1.7mol·L－1的H3PO4溶液，需要濃H3PO4的體積V＝eq\f(0.1L×1.7mol·L－1,14.7mol·L－1)≈0.0115L＝11.5mL；（3）由于NH3極易溶于水，因此可選擇打開活塞K2以平衡氣壓，防止發(fā)生倒吸，所以實驗過程中，當出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象時，應(yīng)及時關(guān)閉K1，打開K2；（4）繼續(xù)通入NH3，（NH4）2HPO4繼續(xù)反應(yīng)生成（NH4）3PO4，當pH＞10.0時，溶液中OH－、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))的濃度明顯增加；（5）由（4）小問可知，當pH為8.0～9.0時，可制得（NH4）2HPO4，說明（NH4）2HPO4溶液顯堿性，因此若不選用pH傳感器，還可以選用酚酞作指示劑，當溶液顏色由無色變?yōu)闇\紅色時，停止通入NH3，即可制得