【化学】化学氧化还原反应的专项培优练习题(含答案)含答案
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【化学】化学氧化还原反应的专项培优练习题(含答案)含答案
一、高中化学氧化还原反应
1．2ClO是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，为了运输和贮存便利常将其制成2NaClO固体，模拟工业上用过氧化氢法制备2NaClO固体的实验装置如图所示。
已知：2ClO熔点-59℃、沸点11℃、22HO沸点150℃
A中的化学方程式：32224222422NaClOHOHSO2ClOONaSO2HO
(1)3NaClO放入仪器A中，仪器B中的药品是__________(写化学式)。如果仪器B改成分液漏斗，实验过程中可能会出现的实验现象__________。
(2)C装置有明显缺陷，请绘出合理的装置图(标明气流方向)__________。
(3)向A装置中通入空气，其作用是赶出2ClO，然后通过C再到D中反应。通空气不能过快的原因是__________，通空气也不能过慢原因是__________。
(4)冰水浴冷却的目的是__________。
a.降低2NaClO的溶解度 b.减少22HO的分解 c.使2ClO变为液态 d.加快反应速率
(5)写出D中发生反应的化学方程式__________，22HO在反应起到__________作用。假设在反应中消耗掉22HOa g则有__________mol电子转移。
【答案】H2O2 液体无法顺利滴落 空气流速快时，2ClO不能被充分吸收 空气流速过慢时，2ClO不能及时被移走，浓度过高导致分解 abc
2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 还原剂 a/17
【解析】
【分析】
氯酸钠(NaClO3)在酸性条件下与过氧化氢生二氧化氯，ClO2与氢氧化钠溶液和过氧化氢发生氧化还原反应生成NaClO2，NaClO2的溶解度随温度升高而增大，通过冷却结晶，过滤洗涤得到晶体NaClO2•3H2O。
【详解】 (1)3NaClO放入仪器A中，仪器B中的药品是H2O2，仪器B为滴液漏斗，其目的是平衡气压，使得溶液能够顺利滴入，如果仪器B改成分液漏斗，实验过程中可能会出现的实验现象是：分液漏斗中的液体无法顺利滴落，反应无法继续进行；
(2)实验中C的作用是防止倒吸，C装置中的右侧导管太短，不利于气体的流动，合理的装置图为：；
(3)向A装置中通入空气，其作用是赶出2ClO，然后通过C再到D中反应。空气流速不能过快，因为空气流速快时，2ClO不能被充分吸收；空气流速也不能过慢，空气流速过慢时，2ClO不能及时被移走，浓度过高导致分解；
(4) NaClO2的溶解度随温度升高而增大，过氧化氢易分解，所以冰水浴冷却的目的是：降低2NaClO的溶解度、减少22HO的分解，由于2ClO的沸点较低，所以还能使2ClO变为液态，方便使用；
(5)写出D中发生反应的化学方程式为：2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，22HO在反应中得电子，起到还原剂的作用。反应中存在关系：22HO~2e-，若在反应中消耗掉22HO a g，则转移的电子的物质的量为：2×a g/(34g·mol-1)= a/17mol。
2．硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2
实验I：Na2S2O3的制备。工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：
(1)仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。c中试剂为_______
(2)实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______ (写出一条)
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______
实验Ⅱ：探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料：Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)
装置 试剂X 实验现象 Fe2(SO4)3溶液 混合后溶液先变成紫黑色，30s后几乎变为无色
(4)根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______(填操作、试剂和现象)，进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：_______
实验Ⅲ：标定Na2S2O3溶液的浓度
(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-，三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1
【答案】分液漏斗 蒸馏烧瓶 24232422HSONaSONaSOHO=SO 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO2过量，溶液显酸性．产物会发生分解 加入铁氰化钾溶液．产生蓝色沉淀 开始生成 Fe(S2O3)33-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，但Fe3+与S2O32- 氧化还原反应的程度大，导致Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动，最终溶液几乎变为无色 0.1600
【解析】
【分析】
【详解】
(1)a的名称即为分液漏斗，b的名称即为蒸馏烧瓶；b中是通过浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2，所以方程式为：24232422HSONaSONaSOHO=SO；c中是制备硫代硫酸钠的反应，SO2由装置b提供，所以c中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
(2)从反应速率影响因素分析，控制SO2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度，或者改变反应温度；
(3)题干中指出，硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解，如果通过量的SO2，会使溶液酸性增强，对制备产物不利，所以原因是：SO2过量，溶液显酸性，产物会发生分解；
(4)检验Fe2+常用试剂是铁氰化钾，所以加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀即证明有Fe2+生成；解释原因时一定要注意题干要求，体现出反应速率和平衡两个角度，所以解释为：开始阶段，生成3233Fe(SO)的反应速率快，氧化还原反应速率慢，所以有紫黑色出现，随着Fe3+的量逐渐增加，氧化还原反应的程度变大，导致平衡逆向移动，紫黑色逐渐消失，最终溶液几乎变为无色；
(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应：①2327226ICrO14H=3I2Cr7HO；②2222346=I2SO2ISO；反应①I-被氧化成I2，反应②中第一步所得的I2又被还原成I-，所以①与②电子转移数相同，那么滴定过程中消耗的227CrO得电子总数就与消耗的223SO失电子总数相同 ；在做计算时，不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。所以假设c(Na2S2O3)=a mol/L，列电子得失守恒式：10.58806=a0.02513294，解得a=0.1600mol/L。
3．高氯酸铵是一种常见的强氧化剂，常用作火箭发射的推进剂。根据下列信息回答问题:
已知:①高氯酸铵受热分解为N2、Cl2、O2和H2O;②Mg3N2易水解;③Cu与N2在酒精灯加热条件下不反应。
（1）写出高氯酸铵受热分解的化学反应方程式: _____________，Mg3N2的电子式为________。
（2）现有23.5g NH4ClO4分解，用下列装置设计实验，验证其分解产物并计算分解率。(注:①装置中空气已除尽;②装置可重复使用;③B~F装置中的试剂均过量且能与相应物质反应完全。)
①用E装置质量的增加来验证生成的气体产物之一，则E中盛放的试剂是:_______。
②请按气流由左至右的方向连接装置:A →E→D →B→______→_____→_______→E (选择B~F装置，并用B~F字母填空)。
③证明产物中有Cl2的实验现象:________。
④反应结束后，若C装置质量增加了2.38g，则NH4ClO4的分解率是:________%。
（3）样品中NH4ClO4的含量(杂质中不含NH4+)还可用蒸馏法测定(如图所示，加热和夹持装置已略去)，实验步骤如下:
步骤1:组装仪器，检查气密性;准确称取样品a g(不超过0.5g)于蒸馏烧瓶中，加入约150mL水溶解。
步骤2:准确量取40.00mL 约0.1mol/L H2SO4于锥形瓶中。
步骤3:向蒸馏烧瓶中加入20mL 3mol/L NaOH溶液;加热蒸馏使NH3全部挥发。
步骤4:用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2~3次，洗涤液并入锥形瓶中。
步骤5:向锥形瓶中加2~3滴甲基橙，用c mol/L NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液V1 mL。
步骤6:重复实验2~3次。
回答下列问题:
①步骤2中，准确量取40.00ml H2SO4 溶液的玻璃仪器是: __________。
②为获得样品中NH4ClO4的含量，还需补充的实验是:______。
【答案】2NH4ClO42O2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O↑ 浓硫酸
E F C D裝置中颜色由无色变为橙色 85.0或85 酸式滴定管或移液管 用NaOH标准溶液标定硫酸溶液的浓度
【解析】
【分析】
（1）根据得失电子守恒配平高氯酸铵受热分解的化学反应方程式；Mg3N2是离子化合物；（2）A是高氯酸铵受热分解的装置；B是氢氧化钠溶液，可以吸收氯气；C中盛放Mg粉，可以检验氮气；D中溴化钾可以检验氯气；F中铜粉可以检验氧气；E中盛放液体，根据E装置质量的增加来验证生成的水，所以E中盛浓硫酸；
（3）①根据硫酸体积的精度是0.01mL选择仪器；②要计算NH4ClO4的含量，需要知道硫酸溶液的浓度。
【详解】
（1）根据得失电子守恒配平高氯酸铵受热分解的化学反应方程式为2NH4ClO42O2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O↑；Mg3N2是离子化合物，电子式是；
（2）①A是高氯酸铵受热分解的装置；B是氢氧化钠溶液，可以吸收氯气；C中盛放Mg粉，可以检验氮气；D中溴化钾可以检验氯气；F中铜粉可以检验氧气；E中盛放液体，根
