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

这是一份新教材2024高考化学二轮专题复习专题12化学工艺流程课时作业，共8页。试卷主要包含了0mL，则苯胺的产率为　　　　，磷酸氢二铵[，6%等内容，欢迎下载使用。

已知：I2易溶于KI溶液，发生反应I2＋I－⇌Ieq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))（红棕色）；I2和I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 氧化性几乎相同。
Ⅰ.将等体积的KI溶液加入到mml铜粉和nmlI2（n>m）的固体混合物中，振荡。
实验记录如下：
（1）初始阶段，Cu被氧化的反应速率：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[Cu（H2O）4]2＋（蓝色）或[CuI2]－（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CCl4，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，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋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，I2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I2能将Cu氧化为Cu2＋。装置如图所示，a、b分别是 。
（5）运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I2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。
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0.100ml·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）Ⅱ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）。
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，可用水蒸气蒸馏提纯。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）如下：
＋9Fe＋4H2Oeq \(――→,\s\up7(CH3COOH))＋3Fe3O4
已知部分有机物的一些数据如下表：
Ⅰ.合成：在装置1中的仪器X中，加入9g纳米铁粉、20mL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进行水蒸气蒸馏，取装置2中的馏出物约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，用乙醚萃取3次（每次用7.0mL乙醚），合并有机层和乙醚萃取液，加入粒状NaOH干燥，过滤后转移至干燥的圆底烧瓶中，水浴蒸去乙醚，残留物再利用装置3蒸馏并收集温度为T℃时的馏分。
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）“水蒸气蒸馏”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蒸馏时，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]钴配合物[C（NH3）6]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：
2CCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2eq \(――→,\s\up7(活性炭))2[C（NH3）6]Cl3＋2H2O。
具体步骤如下：
Ⅰ.称取2.0gNH4Cl，用5mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0gCCl2·6H2O后，将溶液温度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL浓氨水，搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。
Ⅲ.加热至55～60℃反应20min。冷却，过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中，趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是 。加快NH4Cl溶解的操作有
________________________________________________________________________。
（2）步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免 、 ；可选用 降低溶液温度。
（3）指出下列过滤操作中不规范之处：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为 。
（5）步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.磷酸氢二铵[（NH4）2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备（NH4）2HPO4，装置如图所示（夹持和搅拌装置已省略）。
回答问题：
（1）实验室用NH4Cl（s）和Ca（OH）2（s）制备氨气的化学方程式为
________________________________________________________________________。
（2）现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7g·mL－1。若实验需100mL1.7ml·L－1的H3PO4溶液，则需浓H3PO4 mL（保留一位小数）。
（3）装置中活塞K2的作用为 。实验过程中，当出现 现象时，应及时关闭K1，打开K2。
（4）当溶液pH为8.0～9.0时，停止通NH3，即可制得（NH4）2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH>10.0时，溶液中OH－、 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NH3。
6.硫酸铁铵[aFe2（SO4）3·b（NH4）2SO4·cH2O]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）和硫酸铵为原料，设计如图工艺流程制取硫酸铁铵。
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.NaClO b．H2O2
c.KMnO4d．K2Cr2O7
（3）操作甲的名称是 。
（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Fe2＋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0.05mlBa（NO3）2的溶液，恰好完全反应，则该硫酸铁铵的化学式为 。
专题精练（12）
1．解析：（1）提高KI浓度，便于提高I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的反应速率加快，故实验Ⅰ<实验Ⅱ。
（2）加入CCl4，I2＋I－⇌Ieq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))平衡逆向移动，I2浓度减小，I－浓度增加，其目的为：除去I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，防止干扰后续实验。加入浓氨水后[CuI2]－转化为[Cu（NH3）2]＋，无色的[Cu（NH3）2]＋被氧化为蓝色的[Cu（NH3）4]2＋，方程式为[CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu（NH3）2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu（NH3）2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu（NH3）4]2＋＋4OH－＋6H2O。
（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2Cu＋I2===2CuI或2Cu＋KI3===2CuI＋KI；2Cu＋I2===2CuI反应为可逆反应，加入浓KI溶液，I2浓度减小，CuI转化为Cu和I2，故产生白色沉淀溶解，出现红色固体。
（4）要验证I2能将Cu氧化为Cu2＋，需设计原电池负极材料为Cu，b为含nmlI2的4ml·L－1的KI溶液。
（5）含nmlI2的4ml·L－1的KI溶液、铜与碘反应的体系在原电池装置中，I2将Cu氧化为Cu2＋；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu＋形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋浓度减小使得Cu2＋氧化性增强，发生反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2。
答案：（1）<
（2）除去I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，防止干扰后续实验 [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 白色沉淀逐渐溶解 铜与碘的反应为可逆反应（或I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 浓度小未能氧化全部的Cu）
（4）铜、含nmlI2的4ml·L－1的KI溶液
（5）在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋浓度减小使得Cu2＋氧化性增强，发生反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2。
2．解析：由给出的试剂和装置，结合实验目的进行分析：
（1）由上述分析可知，Ⅰ是制取HCl气体的装置，在试剂a（浓H2SO4）过量并微热时，NaCl晶体与浓H2SO4反应生成NaHSO4和HCl。（2）HCl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H2S气体，应选用CuSO4溶液，发生反应Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。（3）若沉淀已经完全，则上层清液中无Ba2＋，可通过向上层清液中继续滴加H2SO4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H2SO4溶液，增大c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ），可以减少Ba2＋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）0.4660gBaSO4的物质的量为0.002ml，由BaCl2·2H2O～BaSO4可知，产品中BaCl2·2H2O为0.002ml，质量分数为eq \f(0.002ml×244g·ml－1,0.5000g)×100%＝97.6%。
答案：（1）HCl H2SO4（浓）＋NaCleq \(=====,\s\up7(微热))NaHSO4＋HCl↑
（2）防止Ⅱ中溶液倒吸 CuSO4溶液
（3）取上层清液继续滴加H2SO4溶液，无沉淀出现，说明已经沉淀完全
（4）减少Ba2＋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184.4～210.8℃，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eq \f(8mL×1.20g·mL－1×93g·ml－1,123g·ml－1)≈7.26g，实验结束得到产物6.0mL，实际产量为6mL×1.02g·mL－1＝6.12g，则苯胺的产率为eq \f(6.12,7.26)×100%≈84.3%。
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）减小苯胺在水中的溶解度，提高苯胺的产率
（3）起安全管的作用（或平衡装置内外气压）
（4）防止倒吸
（5）184.4～210.8℃ 84.3%
4．解析：（1）由图中仪器的结构特征可知，a为锥形瓶；加快氯化铵溶解可采用升温，搅拌等；
（2）步骤Ⅱ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10℃以下，避免浓氨水分解和挥发，双氧水分解。要控制温度在10℃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，钴配合物[C（NH3）6]Cl3溶于热水，活性炭不溶于热水，所以趁热过滤可除去活性炭；
（5）步骤Ⅴ中，将滤液转入烧杯，由于钴配合物[C（NH3）6]Cl3中含有氯离子，加入4mL浓盐酸，可利用同离子效应，促进钴配合物[C（NH3）6]Cl3尽可能完全析出，提高产率，故答案为：利用同离子效应，促进钴配合物[C（NH3）6]Cl3尽可能完全析出，提高产率。
答案：（1）锥形瓶 升温，搅拌等
（2）浓氨水分解和挥发 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
（5）利用同离子效应，促进钴配合物[C（NH3）6]Cl3尽可能完全析出，提高产率
5．解析：（2）根据公式c＝eq \f(1000ρω,M)可得，浓H3PO4的浓度c＝eq \f(1000ρω,M)＝eq \f(1000×1.7g·mL－1×85%,98)≈14.7ml·L－1，溶液稀释前后溶质的物质的量不变，因此配制100mL1.7ml·L－1的H3PO4溶液，需要浓H3PO4的体积V＝eq \f(0.1L×1.7ml·L－1,14.7ml·L－1)≈0.0115L＝11.5mL；（3）由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2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K1，打开K2；（4）继续通入NH3，（NH4）2HPO4继续反应生成（NH4）3PO4，当pH＞10.0时，溶液中OH－、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 的浓度明显增加；（5）由（4）小问可知，当pH为8.0～9.0时，可制得（NH4）2HPO4，说明（NH4）2HPO4溶液显碱性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酞作指示剂，当溶液颜色由无色变为浅红色时，停止通入NH3，即可制得（NH4）2HPO4溶液。
答案：（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
（2）11.5
（3）平衡气压防倒吸 倒吸
（4）NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4))
（5）酚酞 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 eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的浓度，将Ca2＋转化为沉淀，同时可以抑制Fe2＋的水解。（2）氧化剂B的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，H2O2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H2O2。（3）根据流程图可知，操作甲的名称为冷却结晶。（4）氧化之后和加热蒸发之前，为了抑制Fe3＋水解，需要加入少量硫酸。由于溶液中含有Fe3＋，故不能用KSCN溶液和氯水检验Fe2＋是否已全部被氧化，应用K3[Fe（CN）6]溶液。（5）得到的2.14g沉淀为Fe（OH）3，则其中一份溶液中n（Fe3＋）＝2.14g÷107g·ml－1＝0.02ml，另一份溶液与0.05mlBa（NO3）2恰好完全反应，则该溶液中n（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）＝0.05ml，故7.00g产品中n[Fe2（SO4）3]＝0.01ml，n[（NH4）2SO4]＝0.05ml－0.01ml×3＝0.02ml，n（H2O）＝（7.00g－400g·ml－1×0.01ml－132g·ml－1×0.02ml）÷18g·ml－1＝0.02ml，该硫酸铁铵中Fe2（SO4）3、（NH4）2SO4、H2O的物质的量之比为1∶2∶2，其化学式为Fe2（SO4）3·2（NH4）2SO4·2H2O。
答案：（1）增大溶液中SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的浓度，将Ca2＋转化为沉淀，同时抑制Fe2＋水解
（2）b
（3）冷却结晶
（4）H2SO4 加入K3[Fe（CN）6]溶液，若生成蓝色沉淀，则说明亚铁离子未全部被氧化
（5）Fe2（SO4）3·2（NH4）2SO4·2H2O
c（KI）
实验现象
实验Ⅰ
0.01ml·L－1
极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
0.1ml·L－1
部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色
实验Ⅲ
4ml·L－1
I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色
名称
相对分
子质量
密度/
（g·mL－1）
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
硝基苯
123
1.20
5.7
210.8
难溶于水，易溶于乙醇、乙醚
苯胺
93
1.02
－6.3
184.4
难溶于水，易溶于乙醇、乙醚
乙醚
74
0.71
－116.3
34.6
微溶于水，易溶于乙醇