化学一模试题分类汇编氧化还原反应综合及详细答案Word文件下载.docx
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【详解】
(1)根据羟氨化学式NH2OH可知其电子式为:
,故答案为:
;
(2)①羟氨应溶解在H2SO4中,因为HCl中的Cl会被MnO4-氧化,将其全部转移至100mL的容量瓶中,加蒸馏水至刻度线,故答案为:
硫酸;
容量瓶;
刻度线;
根据氧化还原反应的规律写出Fe2+与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为:
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
由消耗高锰酸钾体积表可知,第一次误差过大,舍去,V(平均)=
=20.00mL;
设滴定时NH2OH2+的物质的量为xmol,依据离子方程式可得关系式:
解得x=0.02
因总量为100mL,所以n(NH2OH2+)=0.02×
5=0.1mol
m=n
M=0.1×
33g/mol=3.3g
w=
=
100%=66%
故答案为:
当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪色;
66;
(3)a.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失会导致V标准偏大,计算结果偏高;
b.滴定管未经润洗盛装KMnO4溶液,相当于把KMnO4溶液稀释,滴定时消耗体积增大,计算结果偏高;
c.羟氨称量时,时间过长和溶解时没有及时用酸酸化会导致羟氨被氧化,导致消耗体积偏小,计算结果偏低;
d.KMnO4溶液起始读数仰视,终点正常读数,导致消耗体积偏小,计算结果偏低;
ab。
【点睛】
注意氧化还原滴定操作中的注意事项,根据公式判断不同操作可能引起的实验误差。
2.过氧乙酸(CH3COOOH)是一种高效消毒剂,具有很强的氧化性和腐蚀性,它可由冰醋酸与过氧化氢在一定条件下制得;
它可以迅速杀灭多种微生物,包括多种病毒(如:
SARS病毒、禽流感病毒)、细菌、真菌及芽孢。
下面是市售过氧乙酸商品标签:
有关资料:
H2O2是极弱的电解质,在酸性介质中才能稳定存在,是一种强氧化剂。
过氧乙酸消毒液是由H2O2、H2O、CH3COOH及少量H2SO4混合后,反应生成过氧乙酸(CH3COOOH)。
CH3COOOH容易放出氧原子,它与空气中微生物机体作用,达到灭菌目的,是消毒液的主要成分。
(1)某研究性学习小组为了弄清配制过氧乙酸消毒液的甲、乙溶液的主要成分各是什么?
进行以下科学探究,请你完成下列相关内容:
①提出假设:
甲溶液的主要成分为_________,乙溶液的主要成分为_________。
②实验验证:
取甲、乙两种溶液少许,分别加入几滴_________试液,若①中假设正确,则甲溶液的现象为_____________________,乙溶液的现象为__________。
(2)有关过氧乙酸的叙述正确的是_________(填编号)
A.过氧乙酸与羟基乙酸(HOCH2COOH)互为同分异构体
B.过氧乙酸与苯酚混合使用可增强消毒效果
C.过氧乙酸与乙酸属于同系物
D.氧元素的化合价为-2价
(3)实验室制备少量过氧乙酸,可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得,实验装置和步骤如下:
①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓H2SO4的混合液体,再缓缓加入适量30%的双氧水。
②不断搅拌并控制B中混合液的温度为20~30℃至反应结束。
③接入冷凝管和抽气泵,在锥形瓶中收集得到产品。
请回答下列问题:
①仪器C的名称是_______________;
②为更好地控制反应温度,应采用方法是_________________;
③生成过氧乙酸的化学方程式为________________________________________;
④碘量法分析:
取2.00mL过氧乙酸试样稀释成100mL,从中取出5.00mL,滴加酸性KMnO4溶液至恰好粉红色以除去残余H2O2,再加入10mL10%KI溶液和几滴淀粉溶液,摇匀,反应完全后再用0.1000mol/L的Na2S2O3标准液滴定至终点(反应方程式为2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),共消耗14.30mLNa2S2O3标准液。
该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是_____mol/L。
(结果保留小数点后两位)(提示:
CH3COOOH+2I−+2H+=I2+CH3COOH+H2O)
【答案】甲H2O2、H2O、H2SO4乙CH3COOH、H2O石蕊甲:
溶液先变红后褪色乙:
溶液由无色变为红色A冷凝管(或直形冷凝管)水浴加热CH3COOH+H2O2→CH3COOOH+H2O7.15
(1)若假设甲溶液的有效成分是H2O2,则乙溶液的有效成分是CH3COOOH,根据过氧乙酸消毒液是由H2O2、H2O、CH3COOH及少量H2SO4混合后,反应生成过氧乙酸(CH3COOOH),H2O2是极弱的电解质,在酸性介质中才能稳定存在,则H2SO4应该在甲溶液中,另外两种溶液中的水也是一种主要成分;
两溶液都呈酸性,都能使紫色石蕊试液变红,但是甲溶液中H2O2漂白作用的会使变红的溶液褪色;
(2)结合选项对过氧乙酸(CH3COOOH)性质判断,
(3)①由仪器的结构,可知C为直形冷凝管;
②控制B中混合液的温度为20~30℃,应采取水浴加热;
③结合题中信息,写出生成过氧乙酸的化学反应方程式;
CH3COOOH+2I−+2H+=I2+CH3COOH+H2O,2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,由这两个方程式,确定关系式:
CH3COOOH~I2~2Na2S2O3,计算稀释后5.00mL溶液中过氧乙酸的物质的量,再计算原来的2.00mL溶液中的过氧乙酸的物质的量,再根据物质的量浓度定义式计算。
(1)若假设甲溶液的有效成分是H2O2,则乙溶液的有效成分是CH3COOOH,根据过氧乙酸消毒液是由H2O2、H2O、CH3COOH及少量H2SO4混合后,反应生成过氧乙酸(CH3COOOH),H2O2是极弱的电解质,在酸性介质中才能稳定存在,则H2SO4应该在甲溶液中,另外两种溶液中的水更是一种主要成分;
(2)过氧乙酸与羟基乙酸(HOCH2COOH)的分子式都是C2H4O3,但结构不同,故互为同分异构体;
过氧乙酸具有强氧化性,而苯酚易被氧化,两者混合发生氧化还原反应,不能增强消毒效果;
过氧乙酸的分子结构中存在过氧根而乙酸中没有,两者结构不相似,不属于同系物;
过氧乙酸中的氧元素有+2价、+1价;
②控制B中混合液的温度为20~30℃,应采取水浴加热,受热均匀,便于控制温度;
③乙酸与过氧化氢在浓硫酸、20~30℃条件下反应生成过氧乙酸(CH3COOOH),反应的化学方程式为:
CH3COOH+H2O2
CH3COOOH+H2O;
④CH3COOOH+2I−+2H+=I2+CH3COOH+H2O,2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,由这两个方程式,确定关系式:
CH3COOOH~I2~2Na2S2O3,可知稀释后的5.00mL溶液中过氧乙酸的物质的量是:
×
0.0143L×
0.1000mol/L,原来2.00mL溶液中的过氧乙酸的物质的量是:
0.1000mol/L×
=0.0143mol,该该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是:
=7.15mol/L。
本题是探究性实验试题,现根据题中的信息去假设,然后分析、得出结论。
实验中的数据处理,借助关系式法,计算所需要的物质的物质的量。
3.某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:
(一)制取氧化铜
①往盛有一定量CuCl2溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液,直至不再产生沉淀,然后将烧杯中的物质转移到蒸发皿中,加热至沉淀全部变为黑色。
②将步骤①所得的黑色沉淀过滤、洗涤,晾干后研细备用。
(1)在实验过程中,若未加入NaOH溶液,直接将CuCl2溶液转移到蒸发皿中加热,最后也能得到黑色沉淀,试分析其原因__________。
(2)写出检验步骤②中沉淀是否洗涤干净的操作__________________。
(二)为证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较,用下图装置进行实验,每次实验时均收集25ml气体,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验数据见下表:
实验序号
KClO3质量
其他物质质量
待测数据
③
1.2g
无其他物质
a
④
CuO0.5g
b
⑤
MnO20.5g
c
(3)写出氯酸钾分解反应的化学方程式,并用双线桥表示电子转移的方向和数目________。
(4)上述实验中的“待测数据”是指___________________。
(5)图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装面成,此处用滴定管是________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(6)若实验证明氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差,请结合上表的实验效果数据,在坐标图中分别画出使用CuO、MnO2作催化剂时产生氧气的体积[V(O2)]随时间(t)变化的曲线(注明必要的标识)________。
【答案】CuCl2溶液中存在水解平衡CuCl2+2H2O
Cu(OH)2+2HCl,加热时HCl逸出使平衡不断右移,同时得到的Cu(OH)2受热分解生成CuO取2~3mL最后的洗涤液于试管中,滴入少量稀硝酸酸化,再滴入几滴硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净
收集25mL气体所需的时间碱式
(1)CuCl2是强酸弱碱盐会发生水解,CuCl2溶液中存在水解平衡CuCl2+2H2O
Cu(OH)2+2HCl,水解吸热,加热时HCl逸出使平衡不断右移,同时得到的Cu(OH)2受热分解生成CuO。
(2)如果没有洗涤干净则有NaCl杂质,检验是否有Cl—即可确定是否洗净,具体操作是:
取2~3mL最后的洗涤液于试管中,滴入少量稀硝酸酸化,再滴入几滴硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净。
(3)用双线桥表示电子转移的方向和数目时,线桥要从反应物指向生成物的化合价发生改变的同种元素,在线桥上要注明反应的得失电子数目,用双线桥表示氯酸钾分解的电子转移的方向和数目为:
。
(4)要比较反应的快慢需要反应的时间,因此待测数据是:
收集25mL气体所需的时间。
(5)从图可以看出该滴定管没有活塞,所以是碱式滴定管。
(6)反应测的是收集25mL气体所需的时间,所以气体的体积要相等,氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差,所以用氧化铜做作催化剂所用的时间要多,产生氧气的体积[V(O2)]随时间(t)变化的曲线为:
4.某高中科研小组模拟工业尿素法生产肼(N2H4),具体方法:
先将尿素、次氯酸钠和氢氧化钠溶液混合,然后在催化剂存在的条件下反应制得肼,利用氮气吹出混合物中的肼,并用硫酸吸收制备硫酸肼。
具体实验原理图如下:
已知:
①肼极易溶于水,长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解。
②硫酸肼(N2H4·
H2SO4)是类似于NH4HSO4的盐类,白色固体,微溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇和二氯乙烷等有机溶剂。
③密度:
ρ硫酸肼>
ρ二氯乙烷>
ρ稀硫酸
(1)盛装尿素溶液的装置名称为_____________________;
硫酸肼的水溶液中含有多种阳离子,其中阳离子N2H5+的电子式为________________________。
(2)反应前应先通入一段时间氮气,其目的为________________________________。
(3)装置A中发生反应制备肼的离子方程式为_______________________________。
(4)装置B中二氯乙烷的作用为__________________________________________;
使用冰水浴的作用__________________________________________________。
(5)装置B反应完全后需经过过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼,洗涤过程中最好选择下列那种洗涤剂________________(填字母)。
A.冷水B.热水C.无水乙醇D.饱和食盐水
(6)若实验中所用的NaClO和NaOH混合液中两溶质的浓度均为0.1mol·
L−1,则此溶液中离子浓度的大小顺序为______________________________________。
【答案】三颈烧瓶
赶走装置中的空气,避免空气与肼反应ClO−+2OH−+CO(NH2)2
N2H4+Cl−+
+H2O防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合液利于产物析出,同时降温防爆炸Cc(Na+)>
c(OH−)>
c(ClO−)>
c(H+)
(1)盛装尿素溶液的装置名称为三颈烧瓶;
硫酸肼的水溶液中含有多种阳离子,其中阳离子N2H5+可以认为由N2H4与H+通过配位键结合,在N2H4中,每个N原子与两个H原子形成共价键,则两个N原子间还应形成一对共用电子。
(2)反应前应先通入一段时间氮气,其目的为排尽装置内的空气,防止空气与肼反应。
(3)装置A中,碱性溶液,ClO−在催化剂作用下,将CO(NH2)2氧化为N2H4,自身被还原为Cl−,同时生成
和H2O。
(4)装置B中二氯乙烷的作用为防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合液;
使用冰水浴的作用是降低产物的溶解度,同时降温防爆。
(5)装置B反应完全后需经过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼,洗涤过程中尽可能减少产品的溶解损失,所以最好选择无水乙醇。
L−1,c(Na+)=0.1mol·
L−1,因水解c(ClO−)<
0.1mol·
L−1,c(OH−)>
L−1,由此可确定溶液中离子浓度的大小。
N2H5+可以认为由N2H4与H+通过配位键结合,在N2H4中,每个N原子与两个H原子形成共价键,则两个N原子间还应形成一对共用电子,电子式为
答案为:
三颈烧瓶;
赶走装置中的空气,避免空气与肼反应;
和H2O,反应方程式为ClO−+2OH−+CO(NH2)2
+H2O。
ClO−+2OH−+CO(NH2)2
+H2O;
防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合液;
利于产物析出,同时降温防爆炸;
C;
L−1,c(Na+)=0.1mol·
L−1,由此可确定溶液中离子浓度的关系为:
c(Na+)>
c(H+)。
在分析装置B中二氯乙烷的作用时,应借助信息“③密度:
ρ稀硫酸,且硫酸肼不溶于二氯乙烷”,则往二氯乙烷中通入肼后,肼逸出,在上层与稀硫酸反应生成硫酸肼,由于硫酸肼的密度比二氯乙烷大,且难溶于二氯乙烷,所以沉在二氯乙烷的底部,从而实现与反应混合液的分离。
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.在古代,橘红色的铅丹(Pb3O4)用于入药和炼丹,人们对其中重金属铅的毒性认识不足。
PbO2为棕黑色粉末。
某化学兴趣小组对铅丹的一些性质进行实验探究并测定其组成。
(1)性质实验
实验操作
现象
解释或结论
①将适量铅丹样品放入小烧杯中,加入2
mL
6
mol/L的HNO3溶液,搅拌
_____
Pb3O4+4HNO3=PbO2+
2Pb(NO3)2+2H2O
②将上述混合物过滤,所得滤渣分为两份,一份加入2
mL浓盐酸,加热
有刺激性的黄绿色气体产生
反应的化学方程式:
③另一份滤渣加入硝酸酸化的Mn(NO3)2溶液,搅拌
得紫色溶液
结论:
(2)组成测定
①
准确称取0.530
g
干燥的铅丹样品,置于洁净的小烧杯中,加入2
mol/L的HNO3溶液,搅拌使之充分反应,分离出固体和溶液。
该分离操作名称是_____________。
②
将①中所得溶液全部转入锥形瓶中,加入指示剂和缓冲溶液,用0.04000
mol/L的EDTA溶液(显酸性)滴定至终点,消耗EDTA溶液36.50
mL。
EDTA与Pb2+的反应可表示为Pb2++H2Y2-
=PbY2-+2H+,滴定时EDTA溶液应盛装在_______________中。
滤液中含Pb2+__________mol。
③
将①中所得固体PbO2全部转入另一锥形瓶中,往其中加入适量HAc与NaAc的混合液和8
g固体KI,摇动锥形瓶,使PbO2全部反应而溶解,发生反应PbO2+4I-+4HAc=PbI2+I2+4Ac-+2H2O,此时溶液呈透明棕色。
以0.05000
mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应I2+2S2O32-=S4O62-+2I-,至溶液呈淡黄色时加入2%淀粉溶液1
mL,继续滴定至溶液_______,即为终点,用去Na2S2O3溶液30.80
根据②、③实验数据计算,铅丹中Pb(Ⅱ)与Pb(Ⅳ)的原子数之比为___
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