高考化学培优专题复习氧化还原反应练习题及答案.docx
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高考化学培优专题复习氧化还原反应练习题及答案
一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)
1.(连二亚硫酸钠)是易溶于水,不溶于甲醇的白色固体,在空气中极易被氧化,是一种还原性漂白剂。
制取的方法很多,
(1)在碱性溶液中用还原法制备的反应原理为:
(未配平)反应装置如图所示:
①实验开始及整个过程中均需通入,其目的是__________________________________。
②制备过程中温度需控制在10~45℃,采用水浴加热的主要优点是______________________。
③为使尽可能完全被还原,加入三口烧瓶中的反应液,应控制______________。
(2)用还原制备的装置(夹持加热仪器略)如下:
①装置a烧瓶中发生反应的化学方程式为_________________________________。
②装置b用于净化,适宜的试剂是______________________________。
③装置c在70~83℃生成并析出,同时逸出,该反应的化学方程式为________________________,加入的目的是________________________;利用反应后的浊液分离提纯需经过的操作为_____________________________________________________。
【答案】排出装置内空气,使反应在无氧状况下进行使反应液均匀受热小于8:
1(或<8)饱和溶液降低的溶解度过滤、洗涤、重结晶、过滤、干燥
【解析】
【分析】
(1)①在空气中极易被氧化,通入其目的是排出装置内空气;
②采用水浴加热的主要优点是使反应液均匀受热;
③,根据得失电子守恒可知,=8;
(2)①装置a烧瓶中发生Na2SO3与盐酸反应生成SO2的反应;
②生成的SO2气体中含有HCl气体,根据性质选择除杂溶液;
③装置c在70~83℃和、反应生成并析出,同时逸出;不溶于甲醇,加入可降低的溶解度;利用反应后的浊液分离提纯需重结晶。
【详解】
(1)①在空气中极易被氧化,实验开始及整个过程中均需通入,其目的是排出装置内空气,使反应在无氧状况下进行;
②制备过程中温度需控制在10~45℃,采用水浴加热的主要优点是使反应液均匀受热;
③根据得失电子守恒配平方程式,,=8,为使尽可能完全被还原,加入三口烧瓶中的反应液,应控制<8;
(2)①装置a烧瓶中发生反应的化学方程式为;
②生成的SO2气体中含有HCl气体,除杂适宜的试剂是饱和溶液;
③装置c在70~83℃生成并析出,同时逸出,化学方程式为;不溶于甲醇,加入的目的是降低的溶解度;利用反应后的浊液分离提纯需经过的操作为过滤、洗涤、重结晶、过滤、干燥。
2.亚氯酸钠(NaClO2)是二氧化氯(ClO2)泡腾片的主要成分。
实验室以氯酸钠(NaClO3)为原料先制得ClO2,再制备NaClO2粗产品,其流程如图:
已知:
①ClO2可被NaOH溶液吸收,反应为2ClO2+2NaOH=NaClO3+NaClO2+H2O。
②无水NaClO2性质稳定,有水存在时受热易分解。
(1)反应Ⅰ中若物质X为SO2,则该制备ClO2反应的离子方程式为___。
(2)实验在如图-1所示的装置中进行。
①若X为硫磺与浓硫酸,也可反应生成ClO2。
该反应较剧烈。
若该反应在装置A的三颈烧瓶中进行,则三种试剂(a.浓硫酸;b.硫黄;c.NaClO3溶液)添加入三颈烧瓶的顺序依次为___(填字母)。
②反应Ⅱ中双氧水的作用是___。
保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高ClO2吸收率的操作有:
装置A中分批加入硫黄、___(写出一种即可)。
(3)将装置B中溶液蒸发可析出NaClO2,蒸发过程中宜控制的条件为___(填“减压”、“常压”或“加压”)。
(4)反应Ⅰ所得废液中主要溶质为Na2SO4和NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源。
为从中获得芒硝(Na2SO4·10H2O)和石膏(水合硫酸钙),请补充完整实验方案:
___,将滤液进一步处理后排放(实验中须使用的试剂和设备有:
CaO固体、酚酞、冰水和冰水浴)。
已知:
CaSO4不溶于Na2SO4水溶液;Na2SO4的溶解度曲线如图−2所示。
【答案】2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-cab作还原剂水浴加热时控制温度不能过高(或加一个多孔球泡等)减压向废液中分批加入适量CaO固体并搅拌,用冰水浴控制反应温度,对浊液取样并滴加酚酞,至溶液呈浅红色时停止加入CaO。
静置后过滤,用水洗涤沉淀2-3次得到石膏;滤液蒸发浓缩,冷却结晶至32.4℃以下,接近0℃,过滤,所得晶体用冰水洗涤2-3次,低温干燥得到芒硝
【解析】
【分析】
用二氧化硫将NaClO3还原制得ClO2,ClO2和NaOH反应制得NaClO3和NaClO2,再用过氧化氢将NaClO3还原成NaClO2制得NaClO2粗品。
【详解】
(1)SO2作还原剂,S化合价升高2,被氧化成SO42-,ClO3-作氧化剂,被还原成ClO2,Cl化合价降低1,结合电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒可书写离子方程式:
2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-,故答案为:
2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-;
(2)①反应剧烈,浓硫酸只能在最后添加,结合流程图可知先加NaClO3,所以顺序为:
先加NaClO3,再加S,最后加浓硫酸,故答案为:
cab;
②反应Ⅱ中NaOH和ClO2反应生成NaClO3和NaClO2,过氧化氢的作用是将NaClO3还原成NaClO2,过氧化氢会分解,温度不宜太高,所以控制A中水浴加热时温度不过高,或者在B中搅拌、或者加一个多孔球泡,故答案为:
作还原剂;水浴加热时控制温度不能过高(或加一个多孔球泡等);
(3)无水NaClO2性质稳定,有水存在时受热易分解,应该减压,让水分尽快蒸发,故答案为:
减压;
(4)加入一定量CaO使NaHSO4反应成CaSO4,为了保证NaHSO4反应完,所加CaO需稍过量,CaO过量溶液就显碱性了,可以用酚酞作指示剂,当溶液变为浅红色时停止加CaO,CaSO4不溶于Na2SO4水溶液,此时可用过滤、洗涤的方法得到石膏,此时滤液为Na2SO4溶液,还不是芒硝,从图上看,可将温度调整32.4℃以下,形成芒硝,析出芒硝晶体,过滤、洗涤、干燥就可得芒硝了,为了使芒硝产率较高,可用冰水洗涤,降低因溶解损失的量,故答案为:
向废液中分批加入适量CaO固体并搅拌,用冰水浴控制反应温度,对浊液取样并滴加酚酞,至溶液呈浅红色时停止加入CaO。
静置后过滤,用水洗涤沉淀2-3次得到石膏;滤液蒸发浓缩,冷却结晶至32.4℃以下,接近0℃,过滤,所得晶体用冰水洗涤2-3次,低温干燥得到芒硝。
【点睛】
结合图像,温度低于32.4℃以下,硫酸钠结晶得到芒硝,温度降低,芒硝的溶解度减小,可用冰水洗涤减小损失率。
3.高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下:
MnO2熔融氧化:
3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
K2MnO4歧化:
3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
将MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液装入三颈烧瓶,再通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______。
(2)MnO2熔融氧化应放在______中加热(填仪器编号)。
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
(3)为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊。
当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A,打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中。
待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞______,打开旋塞______,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。
然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应。
(4)除去K2MnO4歧化产物中MnO2的操作方法是______。
(5)将三颈烧瓶中所得产物经过一系列操作得到针状的高锰酸钾晶体,最后采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是______。
【答案】长颈漏斗④ACBDE过滤高锰酸钾晶体受热易分解
【解析】
【分析】
(1)由实验装置可知,仪器a为长颈漏斗;
(2)熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚;
(3)该操作的目的是将气囊F中的二氧化碳排出,据此判断正确的操作方法;
(4)高锰酸钾溶于水,二氧化锰不溶于水;
(5)高锰酸钾晶体受热易分解。
【详解】
(1)由实验装置可知,仪器a为长颈漏斗,故答案为:
长颈漏斗;
(2)熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物中含有碱性KOH,瓷坩埚中含有二氧化硅,二氧化硅能够与氢氧化钾反应,所以应用铁坩埚,故答案为:
④;
(3)待气囊F收集到较多气体时,需要将气囊F中二氧化碳排出到热K2MnO4溶液中,所以需要关闭A、C,打开B、D、E,轻轻挤压气囊F,从而使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,故答案为:
AC;BDE;
(4)高锰酸钾溶于水,二氧化锰不溶于水,固液分离应用过滤的方法,则除去高锰酸钾溶液中的二氧化锰应用过滤的方法,故答案为:
过滤;
(5)高锰酸钾晶体受热易分解,实验时应采用低温烘干的方法来干燥产品,避免高锰酸钾晶体受热发生分解,故答案为:
高锰酸钾晶体受热易分解。
4.过硫酸钠(Na2S2O8)具有极强的氧化性,且不稳定,某化学兴趣小组探究过硫酸钠的相关性质,实验如下。
已知SO3是无色易挥发的固体,熔点16.8℃,沸点44.8℃。
(1)稳定性探究(装置如图):
分解原理:
2Na2S2O82Na2SO4+2SO3↑+O2↑。
此装置有明显错误之处,请改正:
______________________,水槽冰水浴的目的是____________________;带火星的木条的现象_______________。
(2)过硫酸钠在酸性环境下,在Ag+的催化作用下可以把Mn2+氧化为紫红色的离子,所得溶液加入BaCl2可以产生白色沉淀,该反应的离子方程式为______________________,该反应的氧化剂是______________,氧化产物是________。
(3)向上述溶液中加入足量的BaCl2,过滤后对沉淀进行洗涤的操作是___________________________。
(4)可用H2C2O4溶液滴定产生的紫红色离子,取20mL待测液,消耗0.1mol·L-1的H2C2O4溶液30mL,则上述溶液中紫红色离子的浓度为______mol·L-1,若Na2S2O8有剩余,则测得的紫红色离子浓度将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【答案】试管口应该略向下倾斜冷却并收集SO3木条复燃2Mn2++5S2O+8H2O2MnO+10SO+16H+S2OMnO用玻璃棒引流,向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀,使蒸馏水自然流下,重复操作2~3次(合理即可)0.06偏高
【解析】
【分析】
(1)在试管中加热固体时,试管口应略微向下倾斜;根据SO3、氧气的性质进行分析;
(2)X为MnO4-,向所得溶液中加入BaCl2溶液可以产生白色沉淀,则产物中有SO42-,据此写出离子方程式,并根据氧化还原反应规律判断氧化剂、氧化产物;
(3)根据沉淀洗涤的方法进行回答;
(4)根据得失电子守恒可得到关系式:
5H2C2O4---2MnO4-,带入数值进行计算;Na2S2O8也具有氧化性,氧化H2C2O
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- 高考 化学 专题 复习 氧化 还原 反应 练习题 答案