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2020-2021高考化学氧化还原反应-经典压轴题附详细答案

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为:1s22s22p63s23p63d104s1;正四面体形;O;

?1

(2)①2NO(g)+O2(g)噲垐??2NO2(g) ΔH=-112.6kJ?mol是气体体积减小的放热反应,提高

NO平衡转化率,平衡应向正反应方向移动,可以采取的措施有:降低温度、增大压强、提高氧气的浓度等;

1可以得到用水吸收NO2生成HNO3和NO的热2化学方程式:3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g) ΔH=-212.1kJ?mol?1;

②由盖斯定律可知:(反应I?3+反应II)?

(3)电解过程中,阳极上HNO2失去电子发生氧化反应生成HNO3,阳极的电极反应式是:HNO2-2e-+H2O=3H++NO3-;

(4)Cu2+与SO2发生氧化还原反应生成CuCl,离子方程式为:2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+。

8.过氧硫酸氢钾复合盐(K2SO4?KHSO4?2KHSO5)易分解,可用作漂白剂、NOx和SO2等的脱除剂。某研究小组制备过氧硫酸氢钾复合盐的流程如图所示。

已知:浓硫酸与H2O2反应,部分转化为过硫酸(化学式为H2SO5,是一种一元强酸) (1)H2SO5中硫元素的化合价为+6价,其中过氧键的数目为________;工业上用过氧硫酸氢钾复合盐溶液脱除NO时,反应的离子方程式为___________________________。 (2)若反应物的量一定,在上述流程的“转化”步骤中需用冰水浴冷却,且缓慢加入浓硫酸,其目的是___________________________。

(3)“结晶”操作中,加入K2CO3即可获得过氧硫酸氢钾复合盐晶体,该过程的化学方程式为______________________________。过氧硫酸氢钾复合盐产率(以产品含氧量表示)随溶液pH和温度的变化关系如图所示,则该过程适宜的条件是_________________。

(4)产品中KHSO5含量的测定:取1.000g产品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,加入5mL5%的硫酸和5mL25%的KI溶液,再加入1mL淀粉溶液作指示剂,用0.2000mol·L-1硫代硫酸钠标准液滴定至终点,消耗标准液的体积为25.00mL。

已知:2KHSO5+4KI+H2SO4 = 2I2+3K2SO4+2H2O I2+2Na2S2O3 =Na2S4O6+2NaI

①用_____滴定管盛装标准浓度的硫代硫酸钠溶液(填“甲”或“乙”)。 ②产品中KHSO5的质量分数为___________。

---

【答案】1 3HSO5+2NO+H2O = 3SO42+2NO3+5H+ 防止浓硫酸与H2O2溶液混合时放

出大量热使H2O2分解 5K2CO3+4H2SO5+4H2SO4 =2(K2SO4?KHSO4?2KHSO5)↓+5CO2↑+5H2O 控制pH在2.0~2.5之间,温度在0℃左右 乙 38.00% 【解析】 【详解】

(1)H2SO5中硫元素的化合价为+6价,依据化合价的代数和为0计算,有2个氧原子显-1价,所以过氧键的数目为1。答案为1;

工业上用过氧硫酸氢钾复合盐溶液脱除NO时,反应的离子方程式为3HSO5+2NO+H2O =

3SO42-+2NO3-+5H+。答案为3HSO5-+2NO+H2O = 3SO42-+2NO3-+5H+

(2)在“转化”步骤中,30%的H2O2溶液加入98%的浓硫酸中,相当于浓硫酸稀释,会放出大量的热,而H2O2受热易分解,所以需用冰水浴冷却,且缓慢加入浓硫酸。 答案为:防止浓硫酸与H2O2溶液混合时放出大量热使H2O2分解;

(3)“结晶”操作中,加入K2CO3即可获得过氧硫酸氢钾复合盐晶体,该过程的化学方程式为5K2CO3+4H2SO5+4H2SO4 =2(K2SO4?KHSO4?2KHSO5)↓+5CO2↑+5H2O。 答案为:5K2CO3+4H2SO5+4H2SO4 =2(K2SO4?KHSO4?2KHSO5)↓+5CO2↑+5H2O

从溶液pH看,过氧硫酸氢钾复合盐产率在2.0~2.5之间时最大;从温度看,过氧硫酸氢钾复合盐产率在0℃左右最大,所以该过程适宜的条件是控制pH在2.0~2.5之间,温度在0℃左右。答案为:控制pH在2.0~2.5之间,温度在0℃左右; (4) ① 硫代硫酸钠溶液呈碱性,应放在碱式滴定管内。答案为乙;

② 由反应2KHSO5+4KI+H2SO4 = 2I2+3K2SO4+2H2O和I2+2Na2S2O3 =Na2S4O6+2NaI可得出如下关系式:KHSO5——2Na2S2O3

n(Na2S2O3)=0.2mol/L×0.025L=0.005mol,n(KHSO5)=0.0025mol 产品中KHSO5的质量分数为:答案为:38.00%。

0.0025mol?152g/mol?100%?38.00%

1.000g

9.三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料,它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有: HF、 NO 和 HNO3 ,请根据要求回答下列问题: (1)反应过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为_______________。

(2)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:____。若反应中生成0.2 mol HNO3,转移的电子数目为______________________个。

(3)NF3是一种无色、无臭的气体,但一旦NF3在空气中泄漏,还是易于发现。你判断该气体泄漏时的现象是_______________________________。

(4)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染,其产物除NaNO2、NaF、H2O外,还肯定有______________(填化学式)。 【答案】2∶1

同时闻到刺激性气味 NaNO3 【解析】 【分析】

由题给信息可知,三氟化氮(NF3)在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有HF、NO和HNO3,反应中氮元素的化合价从+3价分别降为+2价,升为+5价,由升降法配平可得化学方程式为3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3。 【详解】

(1)由题给信息可知,反应中三氟化氮中氮元素的化合价即升高被氧化,又降低被还原,由化合价升降可知被氧化与被还原的氮元素的物质的量之比为1:2,故答案为:1:2; (2)由题给信息可知,三氟化氮(NF3)在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有HF、NO和HNO3,反应中氮元素的化合价从+3价分别降为+2价,升为+5价,由升降法配平可得化学方程式为3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3,反应中生成1mol硝酸转移2mol电子,电子转移的方向和数目可表示为

中生成0.2 mol HNO3,则转移的电子数目为0.4NA个,故答案为:

;0.4NA;

(3)NF3在潮湿空气中泄漏由于有硝酸生成,会产生白雾,一氧化氮遇到空气被氧化成红棕色有刺激性气味的二氧化氮气体,故答案为:泄漏时会看到白雾和红棕色气体,同时闻到刺激性气味;

(4)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法吸收氟化氢、硝酸、一氧化氮和二氧化氮,会生成氟化钠、硝酸钠、亚硝酸钠和水,故答案为:NaNO3。

,则反应

0.4NA 泄漏时会看到白雾和红棕色气体,

10.消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。

(1)已知反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O,请分析氧化产物和还原产物的质量之比为________。 (2)水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。

①用次氯酸钠除去氨氮的原理如题图所示。写出该图示的总反应化学方程式:________。 该反应需控制温度,温度过高时氨氮去除率降低的原因是________。

②取一定量的含氨氮废水,改变加入次氯酸钠用量,反应一段时间后,溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率以及剩余次氯酸钠的含量随m(NaCIO)m(NH3)的变化情况如图所示。当m( NaCIO):m(NH3)>7.6时,水体中总氮去除率反而下降,可能的原因是________ 。

【答案】4:3 2NH3+ 3NaClO= N2+ 3NaCl+ 3H2O 温度过高,HClO发生分解,氨氮去除率随之降低 有部分NH3被氧化成NO2-或NO3- 【解析】 【分析】

(1)该反应中NH3中N由-3价变为0价,化合价升高,被氧化,所得产物为氧化产物;NO2中N由+4价变为0价,化合价降低,被还原,所得产物为还原产物;因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为8:6=4:3;

(2)①根据图示判断发生氧化还原反应的反应物、生成物,根据得失电子守恒和原子守恒书写化学方程式;温度越高,化学反应速率越快,但是温度过高,HClO不稳定,受热易分解;

②当m( NaCIO):m(NH3)>7.6时,NaCIO加入的量越多会将氨氮氧化为NO3-等高价态物质。 【详解】

(1)该反应中NH3中N由-3价变为0价,化合价升高,发生氧化反应,所得为氧化产物;NO2中N由+4价变为0价,化合价降低,发生还原反应,所得为还原产物;因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为8:6=4:3;

(2)①由图转化过程可知,该反应中反应物为NH3和NaClO,生成物为N2、NaCl2和H2O,因此该反应的化学方程式为:2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O;

由于反应过程中生成HClO,HClO不稳定,受热易分解,因此温度过高,氨氮去除率降低;

②NaClO具有氧化性,其量增大,会使得部分NH3被氧化成NO2-或NO3- , 使得水体中总氮去除率降低; 【点睛】

本题考查氧化还原反应方程式的书写,考生应从图中找出反应物、生成物,另外解释控制反应条件的度。

11.(1)最近材料科学家发现了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O(该晶体的摩尔质量为122g·mol-1),若用NA表示阿伏加德罗常数,则12.2g该晶体中含氧原子数为___,氢原子的物质的量为___mol。

(2)FeCl3溶液可以用来净水,用100mL2mol·L-1的FeCl3溶液净水时,生成具有净水作用

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