备战高考化学综合题专练氧化还原反应含详细答案Word文件下载.docx
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产品配成200.00mL溶液,每次精确量取20.00mL溶液置于锥形瓶中,加入足量KI溶液和稀盐酸,加入淀粉作指示剂,用0.1004mol/L
溶液滴定。
滴定至终点时蓝色消失(
),测得每次平均消耗
溶液25.00mL。
则产品中
的质量分数为___(结果保留三位有效数字)。
【答案】还原性、酸性
充分溶解
和
,以增大反应物浓度分液除去
(或
),防止氧化
C乙醇(或酒精)89.5%。
【解析】
【分析】
装置A用于制取Cl2,发生的反应为:
KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,装置B中发生的是制取HIO3的反应,装置C为尾气处理装置,既要吸收尾气中的HCl和Cl2,还要防止倒吸。
【详解】
(1)装置A中发生的反应为:
KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,浓盐酸中的Cl元素有一部分失电子转化为Cl2,表现出还原性,还有一部分Cl元素没有变价转化为KCl(盐),表现出酸性,故答案为:
还原性、酸性;
(2)装置B中发生的反应为:
5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl,Cl2和I2均难溶于水,易溶于CCl4,加入CCl4可使二者溶解在CCl4中,增大反应物浓度,故答案为:
5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl;
充分溶解I2和Cl2,以增大反应物浓度;
(3)分离B中制得的HIO3水溶液的操作为分液,HIO3溶液中混有的Cl2在碱性条件下转化为ClO-,ClO-会将IO3-氧化为IO4-,因此在中和前需要将Cl2除去,故答案为:
分液;
除去Cl2(或ClO-),防止氧化KIO3;
(4)尾气中主要含HCl和Cl2,需用NaOH溶液吸收,同时要防止倒吸,故答案为:
C;
(5)因为KIO3难溶于乙醇,向KIO3溶液中加入乙醇可降低其溶解度,促使KIO3晶体析出,故答案为:
乙醇(或酒精);
(6)每20mLKIO3溶液中,加入KI溶液和稀盐酸发生的反应为:
IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,滴定时发生的反应为:
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,可列出关系式:
IO3-~3I2~6S2O32-,每次平均消耗的n(S2O32-)=0.1004mol/L×
0.025L=0.00251mol,则每20mLKIO3溶液中,n(KIO3)=n(IO3-)=n(S2O32-)÷
6=0.00251mol÷
6=0.000418mol,200mL溶液中,n(KIO3)=0.00418mol,产品中KIO3的质量分数=
=89.5%,故答案为:
89.5%。
【点睛】
1g样品配成了200mL溶液,而根据关系式计算出的是20mL溶液中KIO3的物质的量,需扩大10倍才能得到1g样品中KIO3的物质的量。
2.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。
为回收利用,通常采用如下流程处理:
注:
部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
11.1
8
9(>
9溶解)
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。
A.Na2O2B.HNO3C.FeCl3D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是________;
已知钠离子交换树脂的原理:
Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是__________。
A.Fe3+B.Al3+C.Ca2+D.Mg2+
(3)还原过程中,每消耗0.8molCr2O72-转移4.8mole-,该反应离子方程式为____________。
【答案】AABCD3S2O32—+4Cr2O72—+26H+=6SO42—+8Cr3++13H2O
某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子,同时Cr3+被氧化为Cr2O72-,加氢氧化钠调节pH=8,则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,过滤,滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等,通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为Cr3+,再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4;
(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子,注意不能引入新的杂质;
(2)根据表中数据判断;
通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+;
(3)每消耗0.8molCr2O72-转移4.8mole-,则1molCr2O72-转移6mol电子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化为SO42-,结合得失电子守恒和原子守恒写出离子方程式。
(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子,同时不能引入新的杂质,所以可以用Na2O2代替H2O2,故答案为:
A;
(2)根据表中数据可知,pH=8时,Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,则Fe3+、Al3+被除去;
(3)每消耗0.8molCr2O72-转移4.8mole-,则1molCr2O72-转移6mol电子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化为SO42-,则反应的离子方程式为:
3S2O32—+4Cr2O72—+26H+=6SO42—+8Cr3++13H2O。
3.硫酰氯(SO2Cl2)和亚硫酰氯(SOCl2)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SO2Cl2,选择图中的装置(可以重复选用),其连接顺序为:
a、___、h。
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ZnCl2•xH2O制取无水ZnCl2。
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-+2H2OSOCl2+2FeCl3•6H2O=FeSO4+6HCl+FeCl2+9H2OBCD
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。
(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;
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;
(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;
②用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成,反应的离子方程式:
SOCl2+4OH-=SO32-+2Cl-+2H2O;
(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:
SOCl2+2FeCl3•6H2O=FeSO4+6HCl+FeCl2+9H2O;
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。
取少量SOCl2和FeCl3•6H2O反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HNO3,再滴加几滴BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中有SO42-,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;
BCD。
4.草酸(HOOC-COOH)是一种常见的有机酸,利用淀粉制备草酸的实验流程如图:
回答下列问题:
(1)“水解”时,检验淀粉是否水解完全,所用的试剂是____;
“水解”及“氧化”步骤中适宜的加热方式是________________。
(2)“氧化”时实验装置如图所示(夹持及加热装置已略):
①仪器Q的名称是________.
②三口烧瓶中生成H2C2O4·
2H2O的化学方程式为____________。
③装置B的作用是___________,装置C的作用是_______________。
(3)已知在20℃、70℃时,草酸的溶解度依次为为9.5g/(l00g水),84.5g/(l00g水),则粗草酸“精制”需采用的提纯方法为___________________。
(4)探究H2C2O4的性质:
①向NaHCO3溶液中加入草酸溶液,产生大量气体,可得出草酸的酸性比碳酸_____(填“强”或“弱”)。
②向草酸中加入足量C2H5OH和适量浓硫酸加热,产生有芳香气味的油状物。
该生成物为___________(写结构简式)。
③向K2Cr2O7溶液中加入H2C2O4·
2H2O析出K[Cr(C2O4)2(H2O)2]晶体,该反应的化学方程式为_____________________。
【答案】碘水水浴加热球形冷凝管C6H12O6+12HNO3=3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O做安全瓶,防止倒吸吸收尾气中的NO和NO2,防止污染空气重结晶强C2H5OOC-COOC2H5K2Cr2O7+7H2C2O4·
2H2O=2K[Cr(C2O4)2(H2O)2]+6CO2↑+17H2O
淀粉在稀硫酸催化下控制温度在70℃到80℃发生水解,得到葡萄糖,加入60%硝酸,在60℃下发生氧化,得到草酸,硝酸的还原产物有NO和NO2,草酸经结晶得到粗草酸,再经精制得到H2C2O4·
2H2O。
(1)“水解”时,若淀粉水解完全,则不能使碘水变蓝;
“水解”及“氧化”步骤中的温度都低于100℃,所以最适宜的加热方式是水浴加热。
(2)①仪器Q的名称是球形冷凝管,起冷凝回流易挥发的硝酸以及导出生成的NO和NO2的作用;
②在三口烧瓶中发生氧化反应,葡萄糖被氧化为H2C2O4·
2H2O,硝酸被还原为NO和NO2(体积比为1:
3),根据电子守恒可以写出发生反应的化学方程式为C6H12O6+12HNO3=3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O;
③装置B是安全瓶,防止C中的NaOH溶液倒吸入三口烧瓶中,装置C的作用是吸收尾气,防止NO和NO2污染空气;
(3)草酸的溶解度随温度变化比较大,所以可以采用重结晶的方法精制粗草酸;
(4)①向NaHCO3溶液中加入草酸溶液,产生大量气体,说明草酸和NaHCO3溶液反应生成了二氧化碳,根据强酸制弱酸的规律,可得出草酸的酸性比碳酸强;
②向草酸中加入足量C2H5OH和适量浓硫酸加热,发生了酯化反应,产生有芳香气味的油状物草酸二乙酯,其结构简式为C2H5OOC-COOC2H5。
③向K2Cr2O7溶液中加入H2C2O4·
2H2O析出K[Cr(C2O4)2(H2O)2]晶体,反应中Cr的化合价从+6价降低到K[Cr(C2O4)2(H2O)2]中的+3价,所以H2C2O4·
2H2O中的碳的化合价就会升高,从+3价升高到+4价,在K[Cr(C2O4)2(H2O)2]中还有+3价的碳,即反应物H2C2O4·
2H2O中的碳的化合价部分升高,部分没有变化,根据电子守恒和原子守恒可以写出该反应的化学方程式为K2Cr2O7+7H2C2O4·
2H2O=2K[Cr(C2O4)2(H2O)2]+6CO2↑+17H2O。
5.碘是人体不可缺乏的元素,为了防止碘缺乏,一般是在食盐中添加一定量的KIO3。
但碘添加量也不能过多,过多会导致甲亢等。
国家标准GB14880-1994中规定每千克食盐中碘的含量(以碘原子计)应为20-60mg/kg。
实验研究小组为了检测某加碘盐中碘含量是否合格,查阅了有关的资料,发现其检测原理是:
(方程式未配平)。
试根据相关信息回答下列问题:
(1)检测原理中,氧化剂为_______,氧化产物为_______。
请在下面配平该方程式,同时用单线桥标明电子转移的方向和数目:
_______
____
____
—____
+____
+____
(2)取10g加碘盐加蒸馏水溶解,然后加入稀硫酸和KI溶液(H2SO4和KI都稍过量),充分反应后,将反应液转入分液漏斗中,再加入一定量的CCl4,振荡,静置,此时观察到的现象是________________________________________________。
然后分液,即得到I2的CCl4溶液。
(3)查阅资料,CCl4的沸点为78℃,I2的升华温度约为120~130℃。
实验小组拟采用下图所示实验装置将CCl4和I2的混合溶液分离。
该分离方法的名称是___________,冷凝管的进水口是_______(填“a”或“b”)。
(4)上述实验结束,用电子天平称量出圆底烧瓶中I2的质量为1.5mg,由此计算出该加碘盐中碘的含量为__________mg/kg,该加碘盐_______(填“合格”或“不合格”)。
(5)KIO3虽稳定性较好,但在高温下也可分解为KI等物质,所以在使用加碘盐时最佳的添加时间是菜肴快出锅时。
请书写出KIO3在锅中长时间高温爆炒时可能发生的分解反应的化学方程式____________________________________________________。
【答案】KIO3I2
溶液分为两层,下层呈紫红色蒸馏a25合格
(1)、该反应中化合价的变化为:
KIO3-→I2,I元素由+5价→0价,一个KIO3得5个电子;
KI-→I2,I元素由-1价→0价,一个KI失一个电子,所以得失电子的最小公倍数为5,KIO3的计量数为1,KI的计量数为5,其它元素根据原子守恒配平,故答案为:
KIO3;
I2;
;
(2)、碘易溶于有机溶剂,在四氯化碳在的溶解度远大于在水中,加入四氯化碳萃取水中的碘,四氯化碳与水不互溶,溶液分成两层,四氯化碳的密度比水,有机层在下层,碘溶于四氯化碳呈紫红色,上层几乎无色,
溶液分成两层,上层无色,下层呈紫红色;
(3)、利用沸点分离的方式叫蒸馏,冷凝水的方向是下进上出,故答案为:
蒸馏;
a;
(4)、由方程式可知:
I2的的来源属于KIO3的占
,所以圆底烧瓶中I2的质量为1.5mg,则食盐中的碘原子质量为0.25mg,所以碘的含量为
,在国家标准内,故答案为:
25;
合格;
(5)、由题意:
碘元素化合价降低,则必有宁一种元素化合价升高,故O元素化合价升高。
根据得失电子守恒可知:
碘酸钾受热分解的方程式为2KIO3
2KI+3O2↑,故答案为2KIO3
2KI+3O2↑;
实验最终得到的I2来自于KIO3和KI两部分,所以食盐中的碘含量时,应减去KI中的含量。
6.小明很喜欢化学实验课,今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说:
Fe2+肯定既有还原性又有氧化性。
你认为他预测的依据是:
。
(2)小明欲用实验证明他的预测。
实验室提供了下列试剂:
3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol·
L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①若小明计划在0.1mol·
L-1FeCl2溶液滴入新制氯水,探究Fe2+的还原性,你预计可能发生的反应和现象是:
________(写离子方程式)、溶液由浅绿色变色。
②实验中,小明发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。
你认为可选滴入小明所得的混合液中,并通过溶液出现色的现象,证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2+具有氧化性,小明认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小。
由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为:
(3)小明分析H2O2中氧元素显-1价(中间价),并提出疑问:
H2O2与FeCl2的反应时,Fe2+还作氧化剂吗?
①请你为小明梳理相关问题:
若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成(填微粒符号,下同),若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成。
②实际上Fe2+的还原性较强,实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。
除杂的方法是:
,相关反应的离子方程式:
【答案】
(1)因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态,可以升高也可以降低;
(2)①Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,棕黄(黄);
②KSCN溶液,溶液呈血红(红)色;
③Zn、Fe、Cu(或Zn>
Fe>
Cu);
(3)①Fe,Fe3+;
②加入过量铁粉,过滤,2Fe3++Fe=3Fe2+。
试题分析:
(1)最低价态只具有还原性,最高价态只具有氧化性,中间价态既具有氧化性又有还原性,铁的价态一般是0、+2、+3,+2价位于中间,因此Fe2+有还原性和氧化性;
(2)①氯水具有强氧化性,发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3+显黄色或棕黄色;
②检验Fe3+用KSCN溶液,溶液变红说明Fe3+的存在;
③根据利用金属性强的置换出金属性弱的,铜片无变化,说明Fe的金属性强于铜,锌粒逐渐变小,发生Zn+Fe2+=Zn2++Fe,说明Zn的金属性强于Fe,即金属性强弱:
Zn>
Cu;
(3)①氧化性:
得到电子、化合价降低,Fe2+转变成Fe,还原性:
失去电子、化合价升高,Fe2+转变成Fe3+;
②利用Fe3+具有强氧化性,能和金属单质反应,不能引入新的杂质,因此加入单质铁,发生Fe+2Fe3+=3Fe2+。
考点:
考查铁及其化合物的性质等知识。
7.孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2)。
某小组同学在实验室以孔雀石为原料制备胆矾,并测定所得胆矾中结晶水的含量。
实验步骤如下:
(提供试剂:
NaOH溶液、H2O2溶液、CuO、Na2CO3)
完成下列填空:
(1)孔雀石的主要成分与稀硫酸反应的离子方程式为________。
(2)按试剂加入顺序,w所代表的试剂依次为__________。
沉淀B的成分为_______。
(3)a操作依次为:
加热蒸发、_______、过滤、洗涤、__________。
除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是_________。
(4)欲检验溶液A中Fe2+的试剂是___________(选填序号)。
如果测定Fe2+的含量,需要用容量瓶配制某标准溶液,请简述配制中“定容”的操作:
_____。
aNaOH(aq)bNa2CO3(aq)c淀粉KI(aq)d酸性KMnO4(aq)
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·
xH2O)中结晶水x值的实验过程中,若测定结果的实验误差为1.5%,可能的原因是_______________。
a加热温度过高
b胆矾晶体的颗粒较大
c加热后放在空气中冷却
d加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出
(6)该小组一位同学根据实验
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