专题四 氧化还原反应
【考情探究】
考点
内容解读
考题示例
氧化还原反应的基本概念 氧化还原反应的规律及应用
1.了解氧化还原反应的本质
2.了解常见的氧化还原反应
掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算
2017课标Ⅱ,28,15分
中
实验基本操作
★★★
2015四川理综,1,6分
易 元素化合物的性质
★☆☆
5年考情 难度
关联考点
预测热度
分析解读 氧化还原反应是课标卷每年的必考内容,但一般不单独命题,而是分散在选择题的某个选项或非选择题的某些设问中,在选择题中往往与阿伏加德罗常数或化学计算相结合,在非选择题中则可能与基本理论、元素化合物、化学实验及工艺流程题相结合,分值一般占4~6分。从考查的内容上看,侧重氧化还原反应的规律及应用的考查,尤其是陌生反应方程式的书写,近几年来更是常考不衰,随着新课标对考生能力要求的提高,这种趋势将会有增无减。
【真题探秘】
破考点 练考向 【考点集训】
考点一 氧化还原反应的基本概念
1.(2020届湖北部分重点中学起点联考,3)下列不涉及氧化还原反应的是( )
- 1 -
A.补铁剂(有效成分为Fe)与含维生素C共服效果更佳 B.雷雨肥庄稼——自然固氮
C.灰肥相混损肥分——灰中含有碳酸钾,肥中含有铵盐 D.从沙滩到用户——由二氧化硅制晶体硅 答案 C
2.(2020届西南地区名师联盟入学调研,11)下列关于金属元素特征的叙述正确的是( ) ①金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性;②金属元素在化合物中显正价;③金属阳离子被还原不一定得到金属单质;④金属元素不可能存在于阴离子中;⑤金属元素由化合态变为游离态一定被还原
A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②③⑤ 答案 D
3.(2019河南豫北名校调研,2)金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得,化学方程式为SiO2+3C
SiC+2CO↑。下列有关说法正确的是( )
2+
A.该反应中的氧化剂是SiO2,还原剂为C
B.该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2 C.该反应中每生成1 mol SiC转移12 mol电子
D.该反应中的还原产物是SiC,氧化产物是CO,其物质的量之比为1∶2 答案 D
4.(2019安徽皖中地区摸底,11)已知2KMnO4+16HCl(浓)正确的是( ) A.HCl发生了还原反应 B.氧化性:Cl2>KMnO4
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
D.当标准状况下产生22.4 L氯气时,转移电子数为2NA 答案 D
5.(2019安徽皖中地区摸底,18)过氧化氢水溶液(溶质化学式为H2O2,氧元素的化合价为-1价)俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。已知下列A~D涉及H2O2的反应,填写空白: A.Na2O2+2HClB.Ag2O+H2O2C.2H2O2
2NaCl+H2O2 2Ag+O2↑+H2O 2H2O+O2↑
2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,下列说法
D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是 (填代号)。
(2)H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是 (填代号)。 (3)在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能发生氧化还原反应。 氧化反应:H2O2-2e
--
2H+O2↑
+
+
还原反应:MnO-4+5e+8H
Mn+4H2O
- 2 -
2+
写出该氧化还原反应的离子方程式: 。 (4)在K2Cr2O7+14HCl
2KCl+3Cl2↑+7H2O+2CrCl3反应中,有0.3 mol电子转移时生成Cl2的体
积为 (标准状况),被氧化的HCl的物质的量为 。 (5)除去镁粉中混入的铝粉杂质用溶解、 方法,化学方程式为 。 答案 (1)D (2)C (3)2MnO-4+5H2O2+6H滤 2NaOH+2Al+2H2O
2NaAlO2+3H2↑
H3AsO4+H2SO4+NO↑(未配平),
考点二 氧化还原反应的规律及应用
1.(2020届江西名师联盟入学调研,8)已知反应:As2S3+HNO3+X下列关于该反应的说法不正确的是( ) A.X为H2O
B.参加反应的HNO3全部被还原 C.氧化产物为H2SO4和H3AsO4 D.生成1 mol H3AsO4转移2 mol e 答案 D
2.(2019湖北石首一中一调,8)如果用0.3 mol/L的亚硫酸钠溶液16 mL,恰好将3.2×10 mol的强氧化剂[RO(OH)2]还原到较低价态,则反应后R的最终价态为( ) A.0 B.+1 C.+2 D.+3 答案 D
3.(2019四川顶级名校入学考试,9)某温度下,将1.1 mol I2加入氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO与IO-3的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是
-2+
-3
-+
2Mn+8H2O+5O2↑ (4)3.36 L 0.3 mol (5)过
2+
( )
A.I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂
B.I2的还原性大于KI的还原性,小于KIO和KIO3的还原性 C.该反应中转移电子的物质的量为1.7 mol
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5 答案 B
4.(2018陕西西安中学摸底,15)已知反应:10AgF+5Cl2+5H2O于该反应的叙述不正确的是( )
A.该反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为9∶5
B.当反应中有1 mol电子转移时,被还原的氯气的物质的量为18 mol C.每产生1 mol O2时,被氧元素还原的氯气物质的量为2 mol D.参加反应的水有5被氧化 答案 B
5.(2018山东省实验中学一诊,11)中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁,在核磁共振造影及医药上有广泛用途。将四氧化三铁放入稀HNO3中可发生反应:3Fe3O4+28HNO39Fe(NO3)x+NO↑+14H2O。下列判断合理的是 ( )
- 3 -
2
1
9AgCl+AgClO3+10HF+O2,下列关
A.Fe(NO3)x中的x为2 B.Fe3O4中的铁元素全部被氧化
C.纳米四氧化三铁可分散在水中,它与FeCl3溶液的分散质粒子直径相当 D.反应中每生成0.4 mol还原产物,就有1.2 mol电子发生转移 答案 D
炼技法 提能力 【方法集训】
方法 陌生氧化还原反应方程式的书写
1.(2019辽宁六校协作体期初联考,5)NaNO2是一种食品添加剂,它与酸性KMnO4溶液可发生反
-应:MnO-4+NO2+X
Mn+NO-3+H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
2+
A.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4 B.反应过程中溶液的pH减小 C.该反应中NO-2被还原 D.X可以是盐酸 答案 A
2.(2020届四川成都摸底,25)碲是发展高科技产业、国防与尖端技术不可或缺的原料。H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸,工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te),含少量的Ag、Au]回收碲,其工艺流程如下:
已知:CuC2O4的Ksp为2.2×10;离子浓度小于1×10 mol·L时,即离子完全沉淀。 (1)Cu2Te中Te的化合价是 。
(2)滤渣的成分是 ,滤液①中含有的氧化酸浸时的氧化产物为 。氧化酸浸时温度过高会使碲的浸出率降低,原因是 。
-(3)若要使Cu完全沉淀,应控制C2O24的浓度不低于 。
2+
-8
-5
-1
(4)还原反应的离子方程式为 。 答案 (1)-2
(2)Au、Ag(答Ag2SO4也可以) H2TeO3、CuSO4 温度过高,H2O2分解增多,使氧化酸浸不充分 (3)2.2×10 mol·L
-(4)H2TeO3+2SO23
-2SO24+Te↓+H2O
-3
-1
3.(2019陕西西安三中一测,27)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。 (1)工业上的湿法制备方法是用KClO与Fe(OH)3在KOH存在下制得K2FeO4,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)实验室用食盐、废铁屑、硫酸、KOH等为原料,通过以下过程制备K2FeO4:
- 4 -
操作(Ⅰ)的方法为在隔绝空气的条件下 、 、过滤、洗涤、减压干燥。 (3)测定某K2FeO4样品的质量分数,实验步骤如下: 步骤1:准确称量1.0 g样品,配制100 mL溶液; 步骤2:准确量取25.00 mL K2FeO4溶液加入锥形瓶中;
2-2-步骤3:在强碱性溶液中,用过量CrO-2与FeO4反应生成Fe(OH)3和CrO4; -2--步骤4:加稀硫酸,使CrO24转化为Cr2O7,CrO2转化为Cr,Fe(OH)3转化为Fe;
3+
3+
步骤5:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.100 0 mol·L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显紫红色),记下消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积,做3次平行实验,平均消耗30.00 mL的(NH4)2Fe(SO4)2溶液。
-已知:K2Cr2O7水溶液显黄色,滴定时发生的反应为6Fe+Cr2O27+14H
2+
+
-1
6Fe+2Cr+7H2O。
3+3+
①步骤2中准确量取25.00 mL K2FeO4溶液加入锥形瓶中所用的仪器是 。 ②写出步骤3中发生反应的离子方程式: 。
③根据上述实验数据,测定该样品中K2FeO4的质量分数为 。(K2FeO4的摩尔质量为198 g·mol)
答案 (1)3∶2 (2)蒸发浓缩 冷却结晶 (3)①酸式滴定管
2-②CrO-2+FeO4+2H2O
-Fe(OH)3↓+CrO24+OH
--1
③79.2%
【五年高考】
A组 统一命题·课标卷题组 考点一 氧化还原反应的基本概念
考点二 氧化还原反应的规律及应用
1.(2018课标Ⅲ,27,14分)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:
(1)KIO3的化学名称是 。
(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示:
- 5 -
“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是 。“滤液”中的溶质主要是 。“调pH”中发生反应的化学方程式为 。 (3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式 。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ,其迁移方向是 。
③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有 (写出一点)。 答案 (1)碘酸钾 (2)加热 KCl KH(IO3)2+KOH(3)①2H2O+2e②K a到b
③产生Cl2易污染环境等
2.(2017课标Ⅱ,28,15分)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下: Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。 Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I还原为Mn,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴
-定生成的I2(2S2O23+I2
-2I+S4O26)。
--2+
+
-
2KIO3+H2O(或HIO3+KOH KIO3+H2O)
2OH+H2↑
-
回答下列问题:
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的
是 。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。 (3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和 ;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除 及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a mol·L Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L。
-1
-1
- 6 -
(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏 。(填“高”或“低”)
答案 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差 (2)O2+2Mn(OH)2(3)量筒 氧气 (4)蓝色刚好褪去 80ab (5)低
3.(2015课标Ⅱ,28,15分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
2MnO(OH)2
①电解时发生反应的化学方程式为 。 ②溶液X中大量存在的阴离子有 。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。 a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水 (3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸; Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口; Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收; Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
-Ⅴ.用0.100 0 mol·L硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O23
-1
- 2I+S4O26),指
-
示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。 ②玻璃液封装置的作用是 。
③Ⅴ中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。 ④测得混合气中ClO2的质量为 g。
- 7 -
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是 (填标号)。
a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁 答案 (15分)(1)2∶1(1分) (2)①NH4Cl+2HCl
--
3H2↑+NCl3(2分)
②Cl、OH(2分) ③c(1分) (3)①2ClO2+10I+8H
-+
5I2+4H2O+2Cl(2分)
-
②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分)
③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变(每空1分,共2分) ④0.027 00(2分) (4)d(1分)
B组 自主命题·省(区、市)卷题组 考点一 氧化还原反应的基本概念
1.(2019北京理综,10,6分)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是．．．( )
A B C D
答案 B
2.(2017天津理综,3,6分)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( ) A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 答案 A
3.(2015四川理综,1,6分)下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( ) A.明矾作净水剂 B.甘油作护肤保湿剂 C.漂粉精作消毒剂 D.铁粉作食品袋内的脱氧剂 答案 D
考点二 氧化还原反应的规律及应用
4.(2016天津理综,9,18分)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg·L。我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
-1
-1
物质(括号内为杂
质)
FeCl2溶液(FeCl3) NaCl溶液(MgCl2)
Cl2(HCl) NO(NO2)
除杂试剂 Fe粉 NaOH溶液、稀HCl H2O、浓H2SO4 H2O、无水CaCl2
- 8 -
Ⅰ.测定原理:
碱性条件下,O2将Mn氧化为MnO(OH)2:①2Mn+O2+4OH酸性条件下,MnO(OH)2将I氧化为I2:②MnO(OH)2+I+H
-用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:③2S2O23+I2
--2+
2+
-
2MnO(OH)2↓ Mn+I2+H2O(未配平)
-2+
+
- S4O26+2I
Ⅱ.测定步骤:
a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。 b.向烧瓶中加入200 mL水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液,至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e.从烧瓶中取出40.00 mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.010 00 mol·L Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。 f.……
g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。 回答下列问题:
(1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为 。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是 。 ①滴定管 ②注射器 ③量筒 (3)搅拌的作用是 。
(4)配平反应②的方程式,其化学计量数依次为 。 (5)步骤f为 。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为 。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL,水样的DO= mg·L(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标: (填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个) 。
答案 (共18分)(1)将溶剂水煮沸后冷却 (2)② (3)使溶液混合均匀,快速完成反应 (4)1,2,4,1,1,3 (5)重复步骤e的操作2~3次
(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是
-(7)2H+S2O23
+
-1
-1
S↓+SO2↑+H2O
- 9 -
SO2+I2+2H2O4H+4I+O2
+
-
- 4H+SO24+2I
+
-
2I2+2H2O(任写其中2个)
C组 教师专用题组
考点一 氧化还原反应的基本概念
1.(2018北京理综,9,6分)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
实验
A
B
C
D
NaOH溶液滴入石蕊溶液滴入氯水Na2S溶液滴入AgCl浊
热铜丝插入稀硝酸中
FeSO4溶液中 中 液中 产生白色沉
现象 淀,随后变为
红褐色
答案 C
2.(2014山东理综,7,5分)下表中对应关系正确的是( )
A
CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl
CH3CH2Cl
均发生了水解反应 均为单质被还原的置换反应 均为水作还原剂的氧化还原反应 均为取代反应
溶液变红,随后迅沉淀由白色逐渐变为产生无色气体,随后变为速褪色
黑色
红棕色
CH2 CH2+HCl
B C D 答案 B
由油脂得到甘油 由淀粉得到葡萄糖 Cl2+2BrZn+Cu
2+-
2Cl+Br2 Zn+Cu
4NaOH+O2↑ HCl+HClO
2+
-
2Na2O2+2H2OCl2+H2O
3.(2013天津理综,1,6分)运用有关概念判断下列叙述正确的是 ( ) A.1 mol H2燃烧放出的热量为H2的燃烧热 B.Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应 C.
和
互为同系物
D.BaSO4的水溶液不易导电,故BaSO4是弱电解质 答案 B
考点二 氧化还原反应的规律及应用
4.(2014大纲全国,13,6分)已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KCl、KClO、KClO3,且??(ClO-)的值与温度高低有关。当n(KOH)=a mol时,下列有关说法错误的是( ) ．．
??(Cl-)??(ClO-)1
A.若某温度下,反应后??(ClO-)=11,则溶液中??(ClO-)=2 3
??(Cl-)
B.参加反应的氯气的物质的量等于2a mol
- 10 -
1
C.改变温度,反应中转移电子的物质的量??e-的范围:2a mol≤??e-≤6a mol D.改变温度,产物中KClO3的最大理论产量为7a mol 答案 D
5.(2015北京理综,28,15分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe+2I
3+
-
15
1
2Fe+I2”反应中Fe和Fe的相互转化。实验如下:
2+3+2+
(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ,目的是使实验Ⅰ的反应达到 。
(2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中 造成的影响。 (3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe向Fe转化。用化学平衡移动原理解释原因: 。
2+
3+
+-(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe向Fe转化的原因:外加Ag使c(I)降低,导
2+
3+
致I的还原性弱于Fe。用右图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。 ①K闭合时,指针向右偏转。b作 极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 mol·L AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是 。
(5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe向Fe转化的原因。 ①转化原因是 。
②与(4)实验对比,不同的操作是 。
(6)实验Ⅰ中,还原性:I>Fe;而实验Ⅱ中,还原性:Fe>I。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是
。
答案 (1)化学平衡状态 (2)溶液稀释对颜色变化 (3)加入Ag发生反应:Ag+I
2+
+
+
--2+
2+
-2+
3+-1
-2+
AgI↓,c(I)降低;或增大c(Fe),平衡均逆向移动
2+
-
-2+
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转 (5)①Fe随浓度增大,还原性增强,使Fe还原性强于I
- 11 -
②向右管中加入1 mol·L FeSO4溶液
(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向
6.(2014课标Ⅰ,27,15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 。 (2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag还原为银,从而可用于化学镀银。 ①H3PO2中,P元素的化合价为 。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。
③NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显 (填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
+
-1
①写出阳极的电极反应式 。 ②分析产品室可得到H3PO2的原因
。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:
将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质,该杂质产生的原因是 。 答案 (1)H3PO2
H2PO-2+H
+
(2)①+1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性 (3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O(4)①2H2O-4eH3PO2
--③PO34 H2PO2或H3PO2被氧化
-+
3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
+
O2↑+4H
②阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO-2穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成
- 12 -
7.(2014北京理综,27,12分)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是 。 ②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O2
1 +3 。
(2)将气体a通入测硫装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化学方程式: 。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数: 。
(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是 。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。 答案 (1)①O2、SO2、CO2 ②Fe3O4 SO2 (2)①H2O2+SO2
H2SO4 ②
???? ??(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②吸收CO2前、后吸收瓶的质量
8.(2014天津理综,9,18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。 Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O 反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)
Na2S2O3(aq)
- 13 -
实验步骤:
①称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。 回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。 (2)仪器a的名称是 ,其作用是 。
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 。检验是否存在该杂质的方法
是 。 (4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因: 。 Ⅱ.测定产品纯度
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L碘的标准溶液滴定。
-反应原理为:2S2O23+I2
- S4O26+2I
--1
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化: 。
(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为 mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M) 。 Ⅲ.Na2S2O3的应用
-(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO24,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式
为 。 答案 (1)使硫粉易于分散到溶液中 (2)冷凝管 冷凝回流
(3)Na2SO4 取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4
-(4)S2O23+2H
+
S↓+SO2↑+H2O
(5)由无色变蓝色 (6)18.10
3.620×10-3????×100%
- 2SO24+8Cl+10H
-+
-(7)S2O23+4Cl2+5H2O
- 14 -
9.(2014重庆理综,11,14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。
(1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为 。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应得到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为 ,反应消耗1 mol NaBH4时转移的电子数目为 。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
(g)
-1
(g)+
-1
3H2(g)。在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L,平衡时苯的浓度为b mol·L,该反应的平衡常数K= 。
(4)一定条件下,下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。
①导线中电子移动方向为 。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为 。 ③该储氢装置的电流效率η= 。(η=后1位) 答案 (1)H2O (2)NaBH4+2H2O
27??4
3
-3
生成目标产物消耗的电子数
转移的电子总数
×100%,计算结果保留小数点 NaBO2+4H2↑ 4NA或2.408×10
24
(3)??-?? mol·L (4)①A→D ②C6H6+6H+6e③64.3%
【三年模拟】 时间:40分钟 分值:80分
一、选择题(每题6分,共48分)
1.(2020届四川顶级名校零诊,12)光化学烟雾中主要的有害物质是O3,它是由排放到大气中的氮氧化物和碳氢化合物等在阳光的照射下,发生光化学反应而形成的污染物。O3 有较强的氧化性,与 KI 溶液反应的化学方程式为O3+2KI+H2O
2KOH+I2+O2。下列说法正确的是( )
A.城市中的氮氧化物和碳氢化合物主要来自汽车排放的废气
B.根据 O3 和 KI 的反应可知,有 1 mol O3 参加反应,转移电子的物质的量为 6 mol C.光化学污染属一次污染
D.O3 和 KI 的反应中 O2 是还原产物 答案 A
- 15 -
+
-
C6H12
2.(2020届四川成都摸底,18)在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应方程式为2FeS2+7O2+2H2O( )
-2Fe+4SO24+4H,实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是
2+
+
A.反应Ⅰ的离子方程式为4Fe(NO)+O2+4HB.反应Ⅱ的氧化剂是Fe C.反应Ⅲ是氧化还原反应 D.黄铁矿催化氧化中NO作催化剂 答案 C
3+
2++
4Fe+4NO+2H2O
3+
3.(2020届湖北名师联盟入学调研,4)氢氧化铈[Ce(OH)4]是一种重要的稀土氢氧化物。平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2),某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:
下列说法错误的是( ) A.滤渣A中主要含有SiO2、CeO2
B.过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 C.过程②中发生反应的离子方程式为CeO2+H2O2+3H 答案 C
4.(2019河南信阳期末,8)在酸性介质中,往MnSO4溶液里滴加(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发
-生如下反应:Mn+S2O28+H2O
2+
+
Ce+2H2O+O2↑
23
3+
D.过程④中消耗11.2 L O2(已折合成标准状况),转移电子数为2×6.02×10
2-MnO-4+SO4+H(未配平)。下列说法不正确的是( )
+
A.可以利用该反应检验Mn
--B.氧化性:S2O28>MnO4
2+
C.该反应中酸性介质可以为盐酸
D.若有0.1 mol氧化产物生成,则转移电子0.5 mol 答案 C
5.(2019湖南株洲一模,11)含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN+OH+Cl2值)( )
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5 C.该反应中,若有1 mol CN发生反应,则有5NA个电子发生转移
- 16 -
---
CO2+N2+Cl+H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的
-
D.若将该反应设计成原电池,则CN在负极区发生反应 答案 B
6.(2019湖北名校二模,9)以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是( )
-
A.NaClO3在发生器中作氧化剂 B.吸收塔中1 mol H2O2得到2 mol电子 C.吸收塔中温度不宜过高,否则会导致H2O2分解 D.从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4 答案 B
7.(2019辽宁鞍山一中期中,8)氯酸是一种强酸,浓度超过40%时会发生分解,该反应可表示为aHClO3
bO2↑+cCl2↑+dHClO4+eH2O,下列有关说法不正确的是( )
A.氧化性:HClO3>O2
B.若a=8,b=3,则生成3 mol O2时转移20 mol电子
C.若氯酸分解所得1 mol混合气体的质量为45 g,则反应方程式可表示为3HClO32O2↑+Cl2↑+HClO4+H2O
D.由非金属性Cl>S,可推知酸性HClO3>H2SO4 答案 D
8.(2018天津静海一中等六校期中联考,11)铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族,其+3价较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色,取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液,对应的现象如下表所示:
加入溶液 实验现象
①适量铋酸钠溶液 溶液呈紫红色
②过量的双氧水 溶液紫红色消失,产生气泡
③适量KI-淀粉溶液 溶液变成蓝色
下列关于NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序正确的是( ) A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4 C.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2 D.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 答案 D
二、非选择题(共32分)
9.(2019陕西洛南中学四模,27)(16分)FePO4是一种难溶于水的白色固体,可用作金属防腐剂,也可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4。实验室利用FeSO4·7H2O和H3PO4(弱酸)制备FePO4、LiFePO4流程如下图:
- 17 -
回答下列问题:
(1)“溶解”时H3PO4不宜过量太多的原因是 。 (2)①洗涤FePO4沉淀的操作
是 ; ②若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,则“FePO4”最可能混有的杂质是 。 (3)“反应1”时总反应的离子方程式是 。 (4)“反应2”时总反应的化学方程式是: 2LiOH+6H2C2O4+2FePO4
2LiFePO4+7CO2↑+5X↑+7H2O,其中X的化学式为 ;每生成1
-
mol LiFePO4,该反应转移 mol e。
(5)LiFePO4电池稳定性高、安全、对环境友好,该电池的总反应是:LiFePO4+C6Li1-xFePO4+LixC6,其放电时工作原理如图所示。
则:充电时,a极的电极反应式为 ;
放电时,b极的电极反应式为 。 答案 (1)防止后续反应中消耗NaOH,浪费原料
(2)①向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀,待水流尽,重复操作2~3次 ②Fe(OH)3 (3)2Fe+ClO+2H3PO4+4OH
+
2+
---
2FePO4↓+Cl+5H2O LixC6 Li1-xFePO4+xLi+xe
2+
+
-
-
(4)CO 3.5 (5)C6+xLi+xe LiFePO4
10.(2018山东、安徽名校大联考,16)(16分)ClO2是一种黄绿色或橙黄色的气体,极易溶于水,可用于水的消毒杀菌、水体中Mn等重金属的除去及烟气的脱硫脱硝。回答下列问题: (1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中Cl元素的化合价是 ,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 (2)将ClO2通入MnSO4溶液,溶液中可检测到Cl,同时有黑色MnO2沉淀生成。 ①ClO2和MnO2均属于氧化物,理由是 。 ②该反应的离子方程式为 。
(3)为研究ClO2脱硝的适宜条件,在1 L 200 mg·LClO2溶液中加NaOH溶液调节pH,通入NO气体并测定NO的去除率,其关系如下图所示:
-1
-
- 18 -
①实验中使用的ClO2溶液的物质的量浓度为 ;要使NO的去除率更高,应控制的条件是 。
②当溶液pH>7时,NO的去除率增大的原因是ClO2与NaOH溶液反应生成更强的吸收剂NaClO2,写出碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式: 。 答案 (1)+3(2分) 1∶2(2分)
(2)①均含两种元素,且其中一种为氧元素(2分) ②2ClO2+
+-
2+5Mn+6H2O
5MnO2↓+12H+2Cl(3分)
(3)①2.96×10-3 mol·L-1
(2分) 控制溶液呈强酸性或强碱性(2分) ②4NO+3ClO-2+4OH-
4NO-3+3Cl-
+2H2O(3分)
- 19 -
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