適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學一輪總復習第10章化學實驗作業(yè)47物質(zhì)制備的綜合實驗新人教版

作業(yè)47物質(zhì)制備的綜合試驗1.(2024·浙江寧波高三一模)氯化亞銅(CuCl)是石油工業(yè)常用的脫硫劑和脫色劑,以低品位銅礦(主要成分為CuS、CuS2和鐵的氧化物)為原料制備CuCl步驟如下:已知:CuCl難溶于醇和水,熱水中能被氧化,在堿性溶液中易轉(zhuǎn)化為CuOH,CuCl易溶于濃度較大的Cl-體系中(CuCl+Cl-[CuCl2]-)。請回答:(1)還原過程中所得產(chǎn)物的主要溶質(zhì)的化學式是。

(2)下列有關(guān)說法不正確的是。

A.“浸取”過程中稀硫酸可以用濃硫酸代替B.濾渣1的成分是Fe(OH)3C.“除錳”后的濾液中Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在D.“除錳”后濾液加熱的主要目的是除去多余的氨水和NH4HCO3(3)“稀釋”過程中,pH對CuCl產(chǎn)率的影響如圖所示:請分析pH限制在2.5左右的緣由

。

(4)為測定CuCl產(chǎn)品純度進行如下試驗:a.稱量所得CuCl產(chǎn)品10.00g溶于硝酸,配制成250mL溶液;取出25.00mL,加入足量的30.00mL0.5mol·L-1AgNO3溶液,充分反應;b.向其中加入少量硝基苯,使沉淀表面被有機物覆蓋;c.加入指示劑,用NH4SCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液;d.重復試驗操作三次,消耗0.5mol·L-1NH4SCN溶液的體積平均為10.00mL。已知Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2.0×10-12。①加入硝基苯的作用是

。

②滴定選用的指示劑是。

A.FeCl3 B.FeCl2C.NH4Fe(SO4)2 D.(NH4)2Fe(SO4)2③CuCl的純度為。

2.四羥甲基鹽酸磷(THPC)是一種高效、廣譜、低毒、易生物降解的殺菌劑。某小組用白磷、鋅粉、甲醛和鹽酸為原料,以如下流程和裝置開展試驗(夾持儀器、加熱裝置等已省略)。已知:①鋅與酸生成的強還原性的新生態(tài)氫與白磷反應生成活化的磷化氫,再與甲醛及酸反應得到四羥甲基鹽酸磷:2P+3Zn+8HCl+8HCHO2P(CH2OH)4Cl+3ZnCl2。②P(CH2OH)4Cl熔點為150℃,難溶于乙醇,與水以隨意比例互溶,酸性環(huán)境中較穩(wěn)定,pH在6.5~9.0時起先大量解離。③強酸型陽離子交換樹脂含有大量強酸性基團,如磺酸基—SO3H等,可以吸附溶液中的陽離子,同時釋放出等量的氫離子。請回答:(1)步驟Ⅰ須要在四口燒瓶中進行反應,第4個瓶口連接的裝置X的作用是

。

(2)下列說法不正確的是。

A.步驟Ⅰ中溫度計水銀球應在液面下,不接觸燒瓶底部B.步驟Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ中蒸出的主要物質(zhì)均為水C.步驟Ⅵ重結(jié)晶應選用無水乙醇作溶劑,冷卻結(jié)晶,得到產(chǎn)品D.步驟Ⅵ重結(jié)晶應選用蒸餾水作溶劑,減壓脫水,得到產(chǎn)品(3)用離子交換法和滴定分析法確定產(chǎn)品純度。①從下列選項選擇合適操作并排序,將試驗步驟補充完整:精確稱取2.00g產(chǎn)品于燒杯中,加入50mL蒸餾水稀釋,轉(zhuǎn)入100mL容量瓶,定容、搖勻。將已經(jīng)用乙醇、蒸餾水、鹽酸浸泡預處理的25g強酸型陽離子交換樹脂裝入離子交換柱,用蒸餾水洗至流出液呈中性。移取20.00mL溶液加入離子交換柱→()→()→()→用NaOH標準溶液滴定至終點,記錄消耗NaOH溶液體積V1mL→另取20.00mL產(chǎn)品溶液做空白試驗→選擇指示劑→干脆用NaOH標準溶液滴定至終點,記錄消耗NaOH溶液體積V2mL。

a.限制流出液滴速約40滴/min;b.限制流出液滴速約20滴/min;c.棄去前面的20mL流出液,于錐形瓶中,得到50mL流出液;d.棄去前面的50mL流出液,于錐形瓶中,得到20mL流出液;e.加入幾滴甲基橙作指示劑;f.加入幾滴石蕊作指示劑;g.加入幾滴酚酞作指示劑。②若NaOH標準液濃度為c,則該產(chǎn)品純度為。

③空白試驗的指示劑選擇酚酞是否合適?理由是

。

3.(2024·浙江紹興高三二模)高純氟化鎂具備優(yōu)異的光學性質(zhì)和抗腐蝕性被廣泛應用于高端領(lǐng)域。某探討小組利用鎂片(含Ca及少量惰性雜質(zhì))制備高純氟化鎂流程如下,請回答:已知:①甲醇沸點:64.7℃②該試驗條件得到的氟化鎂并不是晶型沉淀,其顆粒細小,經(jīng)常吸附水分呈黏稠膠狀。(1)利用圖1裝置(夾持儀器、加熱裝置等已省略)可檢測鎂與甲醇反應速率。儀器A的名稱:。

圖1(2)寫出氟化反應的化學方程式:

。

(3)下列有關(guān)說法不正確的是。

A.步驟Ⅰ:反應溫度不選擇100℃,主要由于在100℃反應過于猛烈難以限制B.步驟Ⅱ:待鎂片上不再有微小氣泡生成時,可進行步驟ⅡC.步驟Ⅲ:制備懸濁液B,應先將CO2通入高純水達到飽和,再加到固體A中D.步驟Ⅳ:在進行氟化反應時,應做好防護措施和配備應急藥品(4)步驟Ⅱ的一系列操作目的是為獲得固體A。從下列選項中選擇合理的儀器和操作,補全如下步驟[“”上填寫一件最關(guān)鍵儀器,“()”內(nèi)填寫一種操作,均用字母表示]。

取儀器A中的溶液,用()→用(蒸餾削減溶劑)→用()→用漏斗(過濾得到固體A)

【儀器】a.燒杯;b.銅質(zhì)保溫漏斗;c.漏斗;d.空氣冷凝管;e.直形冷凝管;f.球形冷凝管【操作】g.過濾;h.趁熱過濾;i.冷卻結(jié)晶;j.蒸發(fā)結(jié)晶(5)步驟Ⅴ:產(chǎn)品在不同溫度下干燥2h,對其進行紅外光譜分析如圖2所示,已知羥基引起的吸取峰在3500cm-1波數(shù)處,請選擇最合適的溫度。(填“80℃”“200℃”“500℃”或“800℃”)

圖2不同干燥溫度下的氟化鎂紅外譜圖

作業(yè)47物質(zhì)制備的綜合試驗1.答案(1)Na[CuCl2](2)AD(3)pH低于2.5,CuCl易發(fā)生歧化反應;pH高于2.5,隨著c(OH-)增大,CuCl易轉(zhuǎn)化為CuOH(4)①防止在滴加NH4SCN時,AgCl沉淀部分轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀②C③99.50%解析低品位銅礦加入稀硫酸、二氧化錳浸取,除去硫,所得濾液加入氨水除鐵,得到的濾渣1主要為氫氧化鐵,再加氨水、碳酸氫銨除錳得到碳酸錳,濾液再加熱,過濾、洗滌得到高活性氧化銅,加入銅、鹽酸,加入氯化鈉還原,再加水稀釋后過濾、洗滌、干燥得到氯化亞銅。(1)還原過程中銅離子、鹽酸、氯化鈉和銅反應轉(zhuǎn)化為CuCl,CuCl易溶于濃度較大的Cl-體系中,故所得產(chǎn)物的主要溶質(zhì)的化學式是Na[CuCl2]。(2)濃硫酸具有強氧化性,能氧化二價鐵離子,且能生成SO2,不能用濃硫酸代替稀硫酸,A不正確;濾渣1的成分是Fe(OH)3,B正確;“除錳”后的濾液中Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在,C正確;Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在,“除錳”后濾液加熱的主要目的是使其分解生成CuO,D不正確。(4)②結(jié)合該試驗中滴加NH4SCN標準溶液,指示劑主要是與SCN-反應產(chǎn)生明顯現(xiàn)象,所以選用Fe3+,因為溶液中含有Ag+,不能選用含Cl-的試劑,故只能選NH4Fe(SO4)2;③依據(jù)反應Ag++Cl-AgCl↓、Ag++SCN-AgSCN,故10.00gCuCl產(chǎn)品的物質(zhì)的量為n(CuCl)=(0.5mol·L-1×30.00×10-3L-0.5mol·L-1×10.00×10-3L)×250mL25.00mL=0.1mol,CuCl的純度為0.2.答案(1)供應氮氣等疼惜氣,避開反應物和產(chǎn)物被空氣中的氧氣氧化(2)CD(3)①b→c→e/g②c·(V1-V2)解析步驟Ⅰ生成四羥甲基鹽酸磷和氯化鋅,步驟Ⅱ除去溶液中的水使氯化鋅等物質(zhì)結(jié)晶過濾分別,鹽酸是逐滴加入的反應物,在步驟Ⅱ中過量的HCl也會蒸出,但主要蒸出的還是水;步驟Ⅲ調(diào)整pH后生成氯化鈉,步驟Ⅳ的目的照舊是通過蒸發(fā)濃縮使雜質(zhì)結(jié)晶過濾分別,所以步驟Ⅳ蒸出的主要物質(zhì)仍為水;步驟Ⅴ就是最終的蒸發(fā)結(jié)晶,除去最終殘留的水,得到含雜質(zhì)相對較少的產(chǎn)品;步驟Ⅵ重結(jié)晶是為了得到高純度的產(chǎn)品,四羥甲基鹽酸磷難溶于乙醇,與水以隨意比例互溶,酸性環(huán)境中較穩(wěn)定,故應選用酸溶液重結(jié)晶,據(jù)此進行分析。(1)步驟Ⅰ反應過程中會生成強還原性的新生態(tài)氫,故反應不能與氧氣接觸,則裝置X的作用是供應氮氣等疼惜氣,避開反應物和產(chǎn)物被空氣中的氧氣氧化。(2)反應需限制反應液的溫度,所以溫度計水銀球應在液面以下,但不接觸瓶底部,A正確;由分析可知,步驟Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ中蒸出的主要物質(zhì)均為水,B正確;由分析可知,步驟Ⅵ重結(jié)晶應選用酸溶液,產(chǎn)品難溶于乙醇,不能用乙醇重結(jié)晶,C錯誤;pH在6.5~9.0時產(chǎn)品起先大量解離,故不能用蒸餾水重結(jié)晶,D錯誤。(3)離子交換柱用蒸餾水洗滌后,有蒸餾水留存,加入溶液后,最先流出的水中沒有氫離子,可以棄去,但不行棄去太多,否則會造成氫離子的損失,導致誤差。流出速度宜慢不宜快,否則可能離子交換不充分,導致誤差。因為是強堿滴定強酸,指示劑選擇甲基橙或酚酞均可以,酚酞最佳;因產(chǎn)品中的一些雜質(zhì)也會導致溶液呈酸性,所以須要做空白試驗,將離子交換后滴定所需堿液減去空白試驗消耗的堿液,即為產(chǎn)品消耗的堿量。①由上述分析可知,補充的試驗步驟為b→c→e/g。②試驗堿液減去空白試驗消耗的堿液,即為產(chǎn)品消耗的堿量,則產(chǎn)品消耗的NaOH的物質(zhì)的量為c(V1-V2)×10-3mol,消耗的堿與產(chǎn)品的物質(zhì)的量相等,由于只取配制溶液的五分之一,故產(chǎn)品的純度為c·(V1-V2)3.答案(1)三頸燒瓶(2)MgCO3+2HFMgF2+CO2↑+H2O(3)AC(4)bheai(5)500℃解析鎂和甲醇加熱回流反應生成甲醇鎂,分別出甲醇鎂A,加入高純水水解生成氫氧化鎂,然后通入二氧化碳將氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為碳酸鎂,過濾后加入氫氟酸發(fā)生氟化反應得到氟化鎂。(2)氟化反應涉及的反應為碳酸鎂和氟化氫生成氟化鎂、水、二氧化碳,化學方程式為MgCO3+2HFMgF2+CO2↑+H2O。(3)甲醇沸點:64.7℃,故步驟Ⅰ中反應溫度不選擇100℃,主要為了削減甲醇揮發(fā),A錯誤;步驟Ⅱ中待鎂片上不再有微小氣泡生成時,說明已經(jīng)反應完全,可進行步驟Ⅱ,B正確;步驟