新教材2024高考化学二轮专题复习专题12化学工艺流程课时作业

专题精练（12）综合实验探究

1.[2023•北京卷]资料显示，L可以将Cu氧化为Cu2\某小组同学设计实验探究Cu

被I?氧化的产物及铜元素的价态。

已知：12易溶于K1溶液，发生反应卜+厂门；（红棕色）；L和I；氧化性几乎相同。

I.将等体积的KI溶液加入到碗。1铜粉和加。1卜（〃＞加的固体混合物中，振荡。

实验记录如下：

。(KI)实验现象

极少量L溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为

实验10.01mol•I/1

白色沉淀，溶液仍为淡红色

部分卜溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白

实验II0.Imol,L-1

色沉淀，溶液仍为红棕色

12完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶

实验III4mol,L-1

解，溶液为深红棕色

（1）初始阶段，Cu被弱化的反应速率：实验I（填或“="）实

验II。

（2）实验III所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Qi（H2O）（蚯色）或

[CuL＞（无色），进行以下实验探究：

步骤a.取实验III的深红棕色溶液，加入CCL,多次萃取、分液。

步骤b.取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水，溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。

i.步骤a的目的是

ii.查阅资料，2CW+4「=2CuII+I2,[Cu（NH3）2「（无色）容易被空气氧化。用

离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：

（3）结合实验III,推测实验I和II中的白色沉淀可能是Cui,实验I中铜被氧化的化

学方程式是。分别取实验I和II充分反应后的固体，洗涤后得

到白色沉淀，加入浓KI溶液，（填实验现象），观察到少量红

色的铜。分析铜未完全反应的原因是

（4）上述实验结果，L仅将Cu氧化为+1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,

证实了L能将Cu氧化为Cu2+o装置如图所示，a、b分别

是o

（5）运用氧化还原反应规律，分析在.上述实验中Cu被L氧化的产物中价态不同的原

因：_______________________________________________________________________

2.某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCh•21L0,并用重量法测定产品中BaCL•2Hq

的含量。设计了如下实验方案：

可选用试剂：晶体、溶液、浓喇、稀」、」溶液、蒸储水

NaClBaS112s0CuSO

步骤1.BaCk・2H2O的制备

按如图所示装置进行实验，得到BaCL溶液，经一系列步骤获得BaCk・2H2。产品。

步骤2.产品中BaCL-2比0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.lOOmol・广用2soi溶液；

③沉淀完全后，60C水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量

为0.4660go

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）II中b仪器的作用是；川中的试剂应选用；

（3）在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2soi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HSO」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）:

TAIO

（6）产品中BaCk・2H2的质量分数为（保留三位有效数字）。

3.苯胺又名氨基苯，是最重要的胺类物质之一，可作为炸药中的稳定剂、汽油中的防爆

剂，也可作为医药磺胺药的原料等。苯胺为无色油状液体，有特殊气味，可用水蒸气蒸储提

纯。用纳米铁粉还原硝基苯制备苯胺的原理及装置图（略去夹持装置和加热装置）如卜.：

4N（）2+9Fe+4H20c照2H4

NH.+aFeaO.

装置3

已知部分有机物的•些数据如下表:

相对分密度/

名称熔点/℃沸点/℃溶解性

子质量(g,ml/1)

难溶于水，易溶于

硝基苯1231.205.7210.8

乙醇、乙酰

难溶于水，易溶于

苯胺931.02—6.3184.4

乙醉、乙醛

微溶于水，易溶于

乙醛740.71-115.334.6

乙醇

I.合成：在装置1中的仪器X中，加入9g纳米铁粉、20血水、1mL冰醋酸，加热至煮

沸，煮沸后冷却至室温，再将8.0mL硝基苯逐滴加入（该反应强烈放热），搅拌、加热、回

流半小时，至反应完全。

II.分离提纯：将装置1改为装置2进行水蒸气蒸储，取装置2中的储出物约5〜6mL,

转移至分液漏斗中，分离出有机层后，水层加入1.3gNaCl固体，用乙醛萃取3次（每次用

7.0mL乙醛），合并有机层和乙醛萃取液，加入粒状MaOH干燥，过滤后转移至干燥的圆底烧

瓶中，水浴蒸去乙雄，残留物再利用装置3蒸储并收集温度为7C时的储分。

请回答下列问题：

（1）仪器X的名称是；加入硝基苯时，“逐滴加入”的目的是

（2）分离提纯过程中加入NaCl固体的作用是

（3）装置2中长导管B的作用是

（4）“水蒸气蒸储”结束后，应先打开止水夹T,再停止对“水蒸气发生装置”加热,

理由是

（5）利用装置3蒸储时，温度的范围为,实验结束得到产物6.0mL,则苯胺

的产率为（保留三位有效数字）。

4.[2023•全国甲卷]钻配合物[CO（NL）6]C13溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反

回答问题：

（1）实验室用NH£1（s）和Ca（OH）2（s）制备氨气的化学方程式为

-1

（2）现有浓H3Poi质量分数为85%,密度为1.7g・血71若实验需lOOmLl.7mol•L

的乩原）」溶液，则需浓H3POqmL（保留一位小数）。

（3）装置中活塞L的作用为。实验过程中，当出现现象时，应及时

关闭络，打开跖

（4）当溶液pll为8.0~9.0时,停止通Nik,即可制得＜Nlh）211Poi溶液。若继续通入

NL,当pHXO.O时，溶液中OFF、和（填离子符号）浓度明显增加。

（5）若本实验不选用pH传感器，还可选用作指示剂，当溶液颜色由变

为时，停止通业3。

6.硫酸铁钱［aFe2（SOO3-b（NHJ2s0」・d%0］广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水

的净化等。某化工厂以硫酸亚铁（含少量硝酸钙）和硫酸镂为原料，设计如图工艺流程制取

硫酸铁钱。

疏酸B

请回答下列问题：

（1）硫酸亚铁溶液加硫酸酸化的主要目的是。

（2）下列物质中最适合的氧化剂B是（填字母）。

a.NaClOb.H202

c.KMnOid.K2Cr207

（3）操作甲的名称是o

（4）上述流程中，氧化之后和加热蒸发之前，需加入少量（填化学式），检验

Fe?+是否已全部被氧化的方法为

（5）称取14.00g所得产品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份

溶液中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤得到2.14g沉淀；向另一份溶液中加入含0.05raolBa

（NOa）2的溶液，恰好完全反应，则该硫酸铁铁的化学式为o

专题精练(12)

1.解析：(1)提高K1浓度，便于提高I；的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与I；的

反应速率加快，故实验I〈实验H。

(2)加入CCL,L+rwh平衡逆向移动，h浓度减小，I一浓度增加，其目的为：除去

+

I；,防止干扰后续实验。加入浓氨水后[Cuk「转化为[Cu(NH3)2],无色的[Cu(NHa)2]

+被氧化为蓝色的[Cu(NIG)4产,方程式为©112r+2岫・13=血1(NIL)2r+2H20+21

+2+-

一、4[Cu(NH3)2]+02+8NH3•H20=4[CU(NH,0I]+40H4-6H20O

(3)结合实验m,推测实验I和II中的白色沉淀可能是Cui,实验I中铜被氧化的化

学方程式是2Cu+L=2CuI或2Cu+Kl3=2CuI+KI；2Cu+l2=2CuI反应为可逆反应，加

入浓KI溶液，L浓度减小，Cui转化为Cu和L故产生白色沉淀溶解，出现红色固体。

(4)要验证h能将Cu氧化为Ci?"需设计原电池负极材料为Cu,b为含miolh的4mc，l•L

7的KI溶液。

(5)含/Tmolk的4mol­□的KI溶液、铜与碘反应的体系在原电池装置中，L将Cu

氧化为Cu2+；而在实验I、实验H和实验HI中Cu以Cu一形式存在，这是由于在实验I、实

验【I、实验ni中cd可以进一步与r结合生成cui沉淀或[CM]，cd浓度减小使得c/+

氧化性增强,发生反应2C/++4I=2CuII+1?和2Cu"+6I-=2[Cul2「+l2。

答案：(1)<

(2)除去I；，防止干扰后续实验[CulZT+2NL-IM)=[Cu(NHJ/++2&0+2厂、

+

4[Cu(NH3)2]+02+8NI13*lLO=4[Cu(ML)J^+^lF+eiLO

(3)2CU+I2=2CUI或2Cu+K13=2CuI+KI白色沉淀逐渐溶解铜与碘的反应为可

逆反应(或I；浓度小未能氧化全部的Cu)

(4)铜、含mlolb的4mol-。的KI溶液

(5)在实验I、实验II、实验川中Cd可以进一步与I一结合生成Cui沉淀或[CuIzF,

Cu卡浓度减小使得Ci?+氧化性增强，发生反应2Cu2+4-4r=2CuII+I2和2Cu2+-6I-

=2[Cul2]~+l2o

2.解析：由给出的试剂和装置，结合实验目的进行分析：

HC1发主装置BaQ；溶液制备装置，发生反

应BaS+2IICl=BaCI2+H2S

(1)由上述分析可知，I是制取HC1气体的装置，在试剂a(浓ILSOD过量并微热时，

NaCl晶体与浓PESO,反应生成NaHSOi和HC1。(2)HC1气体极易溶于水，故II中b仪器的作

用是防止倒吸；III中的试剂是为了吸收112s气体，应选用CuSO,溶液，发生反应Cu2+4-

H2S=CUSI+2H%(3)若沉淀已经完全，则上层清液中无Ba?+,可通过向上层清液中继续

滴加H2soi溶液的方法判断沉淀已经完全。(4)沉淀过程中需加入过量的H2soi溶液，增大c

(SO：-),可以减少Ba?,在水中的溶解，使其尽可能完全转化为沉淀。(5)过滤的实验装置

为故不需要用到锥形瓶。(6)0.4660gBaS0”的物质的量为0.002mol,由

BaCL-2H2O〜BaSO,可知，产品中BaCh•2H，0为0.002mol,质量分数为

0.002moiX244g•mol

X100%=97.6%«

0.5000g

答案:（1）HC1答案（浓）4-NaCl^=NaHS0.4-HClt

（2）防止II中溶液倒吸CuSOi溶液

（3）取上层清液继续滴加Hf（）i溶液，无沉淀出现，说明已经沉淀完全

（4）减少Ba"在水中的溶解

（5）锥形瓶

（6）97.6%

3.解析：（5）根据已知部分有机物的数据表，实验目的是为了得到苯胺，而不是硝基

苯，因此温度范围为184.4~210.8C,根据题干的化学方程式分析，硝基苯和苯胺的物质

的量相同，则理论产量为“AL2：：；1nL竿部・mol』26g,实验结束得到产物6.0mL,

123g,mol

实际产量为6mLX1.02g・mL"'=6.12g,则亲胺的产率为黑|x100%Q84.3%。

答案：（1）三颈烧瓶控制反应速率防止爆炸并提高硝基苯的转化率

（2）减小茉胺在水中的溶解度，提高茉胺的产率

（3）起安全管的作用（或平衡装置内外气压）

（4）防止倒吸

（5）184.4-210.8C84.3%

4.解析•：（1）由图中仪器的结构特征可知，a为锥形瓶：加快氯化铁溶解可采用升温，

搅拌等；

（2）步骤I【中使用了浓氨水和双氧水，它们高温下易挥发，易分解，所以控制在10C

以下，避免浓氨水分解和挥发，双氧水分解。要控制温度在10c以下，通常采用冰水浴降

温；

（3）图中为过滤装置，玻璃棒没有紧靠三层滤纸处，可能戳破滤纸，造成过滤效果不

佳。还有漏斗末端较长处（尖嘴部分）没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁，可能导致液滴飞

溅；

（4）步骤IV中，将所得固体转入有少量盐酸的沸水中，根据题目信息，钻配合物［Co

（NH3）iCh溶了热水，活性炭不溶丁•热水，所以趁热过滤可除去活性炭；

（5）步骤V中，将滤液转入烧杯，由于钻配合物［C。（NH）IC13中含有氯离子，加入

4mL浓盐酸，可利用同离子效应，促进钻配合物［Co（NH：,）6］C13尽可能完全析出，提高产率，

故答案为：利用同离子效应，促进钻配合物［C。（NIL）「CL尽可能完全析出，提高产率。

答案：（1）锥形瓶升温，搅拌等

（2）浓氨水分解和挖发双氧水分解冰水浴

（3）玻璃棒没有紧靠三层滤纸处，漏斗末端较长处（尖嘴部分）没有紧靠在“盛滤液”

的烧杯内壁

（4）活性炭

利用同离子效应,促进钻配合物尽可能完全析出，提高产率

（5）［Co（NH3）61C13

5.解析：（2）根据公式c二-J''可得,浓H：P0,的浓度c=吗：Q'=

（

1000X1.7g*ml.1X^^14,7mol.L-.,溶液稀释前后溶质的物质的量不变，因此配制

lOOmLl.7moi・L-的HFOi溶液，需要浓H3P01的体枳40.0115L=

14.7mol•L

11.5mL；（3）由于NFL极易溶于水，因此可选择打开活塞K?以平衡气压，防止发生倒吸，所

以实验过程中，当出现倒吸现象时，应及时关闭《,打开“；（4）继续通入NH,（NH.）.HPO,

继续反应生成（阳）当时，溶液中旷、、一的浓度明显增加;

3P0i,pH>10.00NH：P0；（5）

由小问可知，当为时,可制得。说明溶液显碱

（4）pH&0〜9.0（NH2HPO„（NHD2HPO4

性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酿作指示剂，当溶液颜色山无色变为浅红色时，

停止通入NH：“即可制得(NHO2HP0：溶液。

答案：(1)2NH.C1+Ca(OH)2^=CaCk+2HQ+2NH3t

(2)11.5

(3)平衡气压防倒吸倒吸

(4)NH：P0;

(5)酚配无色浅红色

6.解析：(1)硫酸亚铁溶液(含少量硝酸钙)加硫酸酸化，可增大溶液中SO；的浓度，

将Ca?*转化为沉淀,同时可以抑制Fe?+的水解。(2)氧化剂B的作用是将为?+氧化为Fe3+,

HQ2的还原产物是水，不会引入新的杂质，而题给其他试剂都会引入新的杂质，故氧化剂B

选HAo(3)根据流程图可知，操作甲的名称为冷却结晶。(4)氧化之后