化学化学氧化还原反应的专项培优练习题含答案附详细答案docx.docx
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一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)
1.ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,为了运输和贮存便利常将其制成
NaClO2固体,模拟工业上用过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图所示。
已知:
ClO2熔点-59℃、沸点11℃、H2O2沸点150℃
A中的化学方程式:
2NaClO3H2O2H2SO42ClO2O2Na2SO42H2O
(1)NaClO3放入仪器A中,仪器B中的药品是__________(写化学式)。
如果仪器B改成分
液漏斗,实验过程中可能会出现的实验现象__________。
(2)C装置有明显缺陷,请绘出合理的装置图(标明气流方向)__________。
(3)向A装置中通入空气,其作用是赶出
ClO2,然后通过
C再到D中反应。
通空气不能过
快的原因是
__________,通空气也不能过慢原因是
__________。
(4)冰水浴冷却的目的是
__________。
a.降低
NaClO2的溶解度
b.减少
H2O2的分解
c.使ClO2变为液态
d.加快反应速率
(5)写出D中发生反应的化学方程式__________,H2O2在反应起到__________作用。
假设
在反应中消耗掉H2O2ag则有__________mol电子转移。
【答案】H2O2液体无法顺利滴落空气流速快时,ClO2不能被充分
吸收
空气流速过慢时,
ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解
abc
2ClO+HO+2NaOH=2NaClO+O↑+2HO还原剂a/17
2
2
2
2
2
2
【解析】
【分析】
氯酸钠(NaClO3
2
)在酸性条件下与过氧化氢生二氧化氯,
ClO与氢氧化钠溶液和过氧化氢发生
氧化还原反应生成NaClO2
2
的溶解度随温度升高而增大,通过冷却结晶,过滤洗涤
,NaClO
得到晶体
NaClO2?
3H2O
。
【详解】
(1)NaClO3放入仪器A中,仪器B中的药品是H2O2,仪器B为滴液漏斗,其目的是平衡
气压,使得溶液能够顺利滴入,如果仪器B改成分液漏斗,实验过程中可能会出现的实验
现象是:
分液漏斗中的液体无法顺利滴落,反应无法继续进行;
(2)实验中C的作用是防止倒吸,C装置中的右侧导管太短,不利于气体的流动,合理的装
置图为:
;
(3)向A装置中通入空气,其作用是赶出ClO2,然后通过C再到D中反应。
空气流速不能过快,因为空气流速快时,ClO2不能被充分吸收;空气流速也不能过慢,空气流速过慢
时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;
(4)NaClO2的溶解度随温度升高而增大,过氧化氢易分解,所以冰水浴冷却的目的是:
降低
NaClO2的溶解度、减少H2O2的分解,由于ClO2的沸点较低,所以还能使ClO2变为液
态,方便使用;
(5)写出D中发生反应的化学方程式为:
2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O,H2O2在
反应中得电子,起到还原剂的作用。
反应中存在关系:
H2O2~2e-,若在反应中消耗掉
-1
。
H2O2ag,则转移的电子的物质的量为:
2×ag/(34gmol·)=a/17mol
2.二氧化氯(ClO2
)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。
2
ClO是一种易溶于
水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸。
某研究小组欲用以下三种方案制备
ClO2,回答下列问题:
(1)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,写出制备ClO2的离子方程式__。
(2)用过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,并将制得的ClO2用于处
理含CN-废水。
实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。
①装置A的名称是__,装置C的作用是__。
②反应容器B应置于30℃左右的水浴中,目的是__。
③通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将ClO2排出,三是
__。
④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为
__,装置
E的作用是__。
(3)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产
ClO2
的方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。
某次除杂操作时,往粗盐
水中先加入过量的__(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的
Na2CO3和NaOH,
充分反应后将沉淀一并滤去。
②用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取
ClO2,工作原理如图所示,写出阳极
产生ClO2的电极反应式__。
【答案】FeS2+15ClO3
-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO4
2-+7H2O
恒压漏斗
安全瓶提高化学反应速
率,同时防止过氧化氢受热分解
稀释ClO2
,防止其爆炸
2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-吸收
2
2
--
22
↑+4H
+
ClO等气体,防止污染大气
BaCl
Cl-5e+2HO=ClO
【解析】
【分析】
二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。
分别利用无机反应和电
解原理制备二氧化氯,三种方法均利用了氧化还原反应。
【详解】
(1)以黄铁矿
(FeS2
2
)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备
ClO,黄铁矿中的硫元素在酸性条
件下被ClO3
-氧化成SO4
2-,根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒,可以写出制备
ClO2
的离子方程式为
FeS
-
+
3+
2-
+7H2O。
2+15ClO3
+14H=15ClO2+Fe+2SO4
(2)①装置A的名称为恒压漏洞,装置
C为安全瓶,起到防止液体倒吸的作用。
②升高温度可以提高化学反应速率,但是原料中含有过氧化氢,过氧化氢在过高的温度下
可以发生分解反应,因此反应容器
B应置于30℃左右的水浴中。
③根据题文可知,ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过
10%时易引起爆
炸,故通入氮气的主要作用有
3
个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将
ClO2
排出,三
是稀释ClO2,防止其爆炸。
④ClO2处理含CN-废水发生氧化还原反应,将CN-转化为无污染的CO2和N2,故离子方程式为2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-;装置E在整套装置之后,起到吸收尾气,防止环境污染的作用。
(3)①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,需要过量的碳酸根
离子、氢氧根离子和钡离子,过量的钡离子可以用碳酸根离子除去,因此在加入Na2CO3之
前应先加入过量BaCl2。
②用石墨做电极,电解池的阳极发生氧化反应,元素化合价升高,因此氯离子在阳极失电
子和水反应得到ClO2,电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。
3.实验室用酸性蚀刻废液
(
含
Cu2+
H+
CuC2
、
Cl-
)
和碱性蚀刻废液
[N
H4
、
、
、
l4
等
3
2
、NH32
Cu(NH
)4
·HO等]制备CuI(白色固体)的实验流程如下:
(1)步骤Ⅰ中发生了多个反应,其中Cu(NH3)24与盐酸反应生成Cu(OH)Cl的离子方程式为
______。
(2)步骤Ⅳ需控制pH为1~2,80℃下进行,合适的加热方式是______。
(3)步骤Ⅴ的具体步骤是蒸发浓缩、______、____。
(4)步骤Ⅵ在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。
①装置a中盛装浓硫酸的仪器的名称是____,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为
②用装置d中的溶液洗涤制得的CuI的目的是____,然后再用无水乙醇洗涤的目的是
____。
____。
【答案】
Cu(NH3)24
+3H++Cl-+H2O
Cu(OH)Cl
↓+4NH4
热水浴
冷却结晶
过滤(洗涤)
分液漏斗Cu+2H2SO4(浓)
快速干燥并溶解表面可能混有的
CuSO4+SO2↑+2H2O
I2
可防止
CuI被空气中的
O2氧化
使固体
【解析】
【分析】
由流程图可知,酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合反应得到Cu(OH)Cl悬浊液,过滤,将
Cu(OH)Cl加水、过浆后,与浓硫酸水浴加热反应生成硫酸铜,硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应生成碘化亚铜白色固体。
【详解】
(1)步骤Ⅰ中Cu(NH3)42+与盐酸反应生成Cu(OH)Cl沉淀和氯化铵,反应的离子方程式
3
42+
+-2
+,故答案为:
Cu(NH342++-
Cu(NH)
+3H+Cl+HO=Cu(OH)Cl↓+4NH
)+3H+Cl
+
+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH;
(2)步骤Ⅳ为Cu(OH)Cl加水、过浆后,与浓硫酸在制
pH为1~2,80℃下水浴加热反应反
应生成硫酸铜,故答案为:
热水浴;
(3)步骤Ⅴ为硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,故答案为:
冷却结晶;过滤(洗涤);
(4)①装置a中盛装浓硫酸的仪器为分液漏斗;圆底烧瓶中铜与浓硫酸共热反应生成硫
酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,故答案
为:
分液漏斗;Cu+2H24
422
SO(浓)
CuSO+SO↑+2HO;
②装置d中的溶液为二氧化硫的饱和水溶液,碘化亚铜具有还原性,易被空气中的氧气氧
化,用二氧化硫水的饱和水溶液洗涤碘化亚铜,可以防止碘化亚铜被空气中的氧气氧化;
再用无水乙醇洗涤可以溶解除去碘化亚铜表面可能混有的单质碘,并能使固体快速干燥,
故答案为:
可防止CuI被空气中的O2氧化;使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2。
4.硫酰氯(SO22
2
Cl)和亚硫酰氯(SOCl)都是重要的化工试剂,均易水解。
(1)甲同学在实验室利用
SO2和Cl2在活性炭催化作用下制取
SO2Cl2,装置如图所示。
①B装置中冷凝管进水口是
___。
(填“m”或“n)”,B中干燥管盛有的物质是
___。
②欲制取少量SO22
a、___、h。
Cl,选择图中的装置(可以重复选用),其连接顺序为:
③去除C装置会降低SO2
和Cl2
的利用率,可能的原因是___(用化学方程式表示)。
(2)SOCl2水解后无残留物,较
SO2Cl2是更好的脱水剂。
乙同学设计实验利用
SOCl2和
2
2
2
ZnCl?
xHO制取无水ZnCl。
①解释SOCl2在该实验中的作用是___(写出两点)。
②实验室常用NaOH溶液吸收SOCl2,该反应的离子方程式是___。
(3)乙同学认为SOCl2还可用作由FeCl3?
6H2O制取无水FeCl3的脱水剂,但丙同学认为该实验可能发生副反应使产品不纯。
①可能发生的副反应的化学方程式是___。
②两同学设计如下实验判断该反应的可能性:
取少量SOCl2和FeCl3?
6H2O反应后的混合物
于试管中,加水溶解,将溶液平分至五支试管,分别进行以下实验,其中能得出合理结论
的是___。
A.加入过量稀HNO3,再滴加几滴AgNO3溶液
B.加入少量稀HNO3,再滴加几滴BaCl2溶液
C.滴加几滴BaCl2溶液
D.滴加几滴酸性KMnO4溶液
E.滴加几滴KSCN溶液后,再滴加几滴氯水
【答案】m碱石灰fgdebcedSO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HClSOCl2作脱水剂,与水反应生成
HCl可以抑制氯化锌的水解
SOCl2+4OH-=SO32-+2Cl-+2H2O
SOCl2+2FeCl3?
6H2O=FeSO4+6HCl+FeCl2+9H2OBCD
【解析】
【分析】
冷凝管中冷凝水的流向要对流,下进上出;干燥管中根据要求一般填装碱石灰或无水氯化
钙,碱石灰同时具有干燥和吸收酸性气体功能,无水氯化钙只有吸水性。
【详解】
(1)①B装置中冷凝管进水口是m,B中干燥管盛有的物质是吸收剩余二氧化硫、氯气的
碱石灰;故答案为:
m;碱石灰;
②装置A制备氯气,氯气含氯化氢和水蒸气,通过装置
D除去氯化氢,通过装置
C吸收水
蒸气,得到干燥纯净的氯气,连接装置
B的b进入三颈烧瓶,装置E制备二氧化硫气体,
通过装置C除去水蒸气,连接装置
B的c,欲制取少量
SO2Cl2,选择上图中的装置(可以
重复选用),其连接顺序为:
a、f、g、d、e、b、c、e、d、h;故答案为:
fgdebced;
③去除C装置会降低SO2和Cl2的利用率,是二氧化硫和氯气和水反应生成硫酸和氯化氢,
反应的化学方程式:
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;故答案为:
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(2)①氯化锌会水解,SOCl2作脱水剂,与水反应生成
HCl可以抑制氯化锌的水解,
SOCl2
在该实验中的作用是:
SOCl2
作脱水剂,与水反应生成
HCl可以抑制氯化锌的水解;故答案
为:
SOCl2作脱水剂,与水反应生成
HCl可以抑制氯化锌的水解;
②用NaOH溶液吸收SOCl2
2
3
和NaCl生成,反应的离子方程式:
2
-
32-
,有NaSO
SOCl+4OH=SO
-
2
2
-
32-
-
2
+2Cl+2HO;故答案为:
SOCl+4OH=SO
+2Cl+2HO;
(3)①SOCl2具有还原性,三价铁具有氧化性,可能发生氧化还原反应生成硫酸根离子和
亚铁离子,反应的化学方程式为:
SOCl2+2FeCl3?
6H2O=FeSO4+6HCl+FeCl2+9H2O,故答案为:
SOCl+2FeCl
?
6HO=FeSO+6HCl+FeCl+9HO
2
3
2
4
2
2
②SOCl2和FeCl3?
6H2O反应后的混合物的主要成分是
FeCl3,若发生副反应,还有
FeSO4和
FeCl2
。
由于
SOCl2
为液体,所以在固体混合物中没有
SOCl2
SOCl2
和
FeCl3
6H2O
反
。
取少量
?
应后的混合物于试管中,加水溶解,溶液中一定有
FeCl3,还可能有FeSO4和FeCl2,若要证
明有副反应发生,只需证明溶液中有
Fe2+或SO42-即可。
A.加入过量稀
HNO3,再滴加几滴
AgNO3溶液是检验氯离子存在,不能证明副反应是否进
行,故A错误;
B.加入少量稀
3
2
42-,
HNO,再滴加几滴
BaCl
溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中有
SO
能证明有副反应发生,故
B正确;
C.滴加几滴BaCl2溶液,生成白色沉淀,说明产物中含硫酸根离子,证明发生了副反应,故C正确;
D.滴加几滴酸性
KMnO4溶液,Fe2+具有还原性,可以使酸性
KMnO4溶液褪色,能证明发
生了副反应,故
D正确;
E.滴加几滴KSCN溶液后,由于溶液中有
Fe3+,溶液会变红,无法证明
Fe2+的存在,故E
错误;
故答案为:
BCD。
5.目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。
镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。
碱式碳酸镍的制备:
工业用电解镍新液(主要含NiSO4,NiCl2等)制备碱式碳酸镍晶体
[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O],制备流程如图:
(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO3·2Ni(OH)2+3Na2SO4+2X,X
的化学式为__。
(2)物料在反应器中反应时需要控制反应温度和pH值。
分析如图,反应器中最适合的
pH值为__。
(3)检验碱式碳酸镍晶体洗涤干净的方法是__。
测定碱式碳酸镍晶体的组成:
为测定碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]组成,某小组设计了如图实验方案及装置:
资料卡片:
碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成
NiO、CO2和
H2O
实验步骤:
①检查装置气密性;
②准确称量3.77g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]放在B装置中,连接仪器;
③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,分别称量装置C、D、E的质量并记录;
④__;
⑤打开弹簧夹a缓缓鼓入一段时间空气;
⑥分别准确称量装置C、D、E的质量并记录;
⑦根据数据进行计算(相关数据如下表)
装置C/g
装置D/g
装置E/g
加热前
250.00
190.00
190.00
加热后
251.08
190.44
190.00
实验分析及数据处理:
(4)E装置的作用__。
(5)补充④的实验操作___。
(6)通过计算得到碱式碳酸镍晶体的组成__(填化学式)。
镍的制备:
(7)写出制备
Ni的化学方程式__。
【答案】CO2
8.3
取最后一次洗涤液
少许,加入HCl酸化的BaCl2
溶液,若无沉淀
产生,
...
.......
...
则证明沉淀已经洗涤干净
吸收空气中的
H2O和CO2
关闭弹簧夹
a,点燃酒精灯,观察到
C中无气泡时,停止加热
NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O
2[NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O]+3N2H4·H2O=6Ni+3N2↑+2CO↑+21H2O【解析】
【分析】
(1)根据元素守恒分析判断;
(2)使各种杂质相对最少的pH即为最适合的pH;
(3)反应后的滤液中含有硫酸钠,因此检验碱式碳酸镍晶体是否洗涤干净就是检验是否有硫
酸根离子残留;
(4)根据实验目的和各个装置的作用分析;
(5)根据实验目的和前后操作步骤分析;
(6)先计算生成水蒸气和CO2的质量,再根据质量守恒确定化学式;
(7)氧化还原反应中电子有得,必有失,根据化合价变化确定生成物,进而配平方程式。
【详解】
(1)反应器中的一个重要反应为
3NiSO+3NaCO+2HO=NiCO·2Ni(OH)
2
+3NaSO+2X,反应前
4
2
3
2
3
2
4
Ni原子共3个、S原子共3
个、O原子共23
个、Na原子
6
个、C原子
3个、H原子
4个,
反应后现有:
Ni原子3
个、S原子共
3个、O原子共19个、Na原子6个、C原子1
个、H
原子4个,少O原子4
个,C原子2
个,而这些微粒包含在
2个X分子中,所以X的化学
式为CO2,故答案为:
CO2
;
(2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件,根据图可知,在
pH=8.3时,各种杂质相对最
少,所以反应器中最适合的
pH8.3,故答案为:
8.3;
(3)反应后的滤液中含有硫酸钠,因此检验碱式碳酸镍晶体是否洗涤干净就是检验是否有硫
酸根离子残留,故答案为:
取最后一次洗涤液少许,加入
HCl酸化的BaCl2溶液,若无沉淀
产生,则证明沉淀已经洗涤干净;
(4)C装置用来吸收碱式碳酸镍
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