2020-2021高考化学(化学反应原理提高练习题)压轴题训练附详细答案
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2020-2021高考化学(化学反应原理提高练习题)压轴题训练附详细答案
一、化学反应原理
1．甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2)，发现银镜部分溶解，和大家一起分析原因：
甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag。
乙同学认为：Fe(NO3)3溶液显酸性，该条件下NO3－也能氧化单质Ag。
丙同学认为：Fe3+和NO3－均能把Ag氧化而溶解。
(1)生成银镜反应过程中银氨溶液发生_____________（氧化、还原）反应。
(2)为得出正确结论，只需设计两个实验验证即可。
实验I：向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入____________（填序号，①KSCN溶液、②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1），现象为___________，证明甲的结论正确。
实验Ⅱ：向附有银镜的试管中加入______________溶液，观察银镜是否溶解。
两个实验结果证明了丙同学的结论。
(3)丙同学又把5mLFeSO4溶液分成两份：第一份滴加2滴KSCN溶液无变化；第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生（经验证黑色固体为Ag颗粒），再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。根据上述的实验情况，用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系_______________。
(4)丁同学改用如图实验装置做进一步探究：
①K刚闭合时，指针向左偏转，此时石墨作_________，（填“正极”或“负极。此过程氧化性：Fe3+_______Ag+（填>或<）。
②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液，指针向右偏转。此过程氧化性：Fe3+_______Ag+（填>或<）。
③由上述①②实验，得出的结论是：_______________________。
【答案】还原 ② 产生蓝色沉淀 pH=2 0.3mol/L KNO3或NaNO3溶液 Ag + Fe3+ ⇌Ag+ +
Fe2+或(Ag+ + Fe2+ ⇌ Ag + Fe3+) 正极 ＞ ＜ 其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关系，浓度的改变可导致平衡的移动
【解析】
【分析】
(1)根据元素化合价的变化判断；
(2)实验Ⅰ：甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则要证明甲的结论正确，可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在；
实验Ⅱ：进行对照实验；
(3)根据实验现象判断溶液中发生的反应； (4)根据指针偏转方向判断正负极，判断电极反应，并结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析解答。
【详解】
(1)往AgNO3溶液中逐滴加入氨水，银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子，Ag++NH3•H2O═AgOH↓+NH4+；继续滴入氨水白色沉淀溶解，氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水，AgOH+2NH3•H2O═Ag(NH3)2OH+2H2O，若用乙醛进行银镜反应，再加入乙醛溶液后，水浴加热，生成乙酸铵，氨气、银和水，化学反应方程式为：CH3CHO+2Ag(NH3)2OHΔCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O，银氨溶液中的银为+1价，被醛基还原生成0价的银单质，故答案为：还原；
(2)实验Ⅰ：甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则要证明甲的结论正确，可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在即可，验证Fe2+的实验是取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入K3[Fe(CN)6]溶液会和Fe2+反应生成蓝色沉淀，故答案为：②；产生蓝色沉淀；
实验Ⅱ：丙同学认为：Fe3+和NO3－均能把Ag氧化而溶解，且两个实验结果证明了丙同学的结论，而实验I验证了Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则实验II需要验证NO3－也能把Ag氧化而溶解，需进行对照实验，0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2)，NO3－为0.3 mol/L，所以需向附有银镜的试管中加入pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3溶液，故答案为：pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3；
(3)Fe3+遇KSCN溶液变红，第一份滴加2滴KSCN溶液无变化，说明FeSO4溶液中无Fe3+，第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO3溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体Ag产生，再取上层溶液滴加KSCN溶液变红，说明有Fe3+产生，说明Fe2+被Ag+氧化生成Fe3+，Ag+被还原为Ag，又Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则该反应为可逆反应，反应的离子方程式为：Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+或Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+；
(4)①K刚闭合时，指针向左偏转，则银为负极，石墨为正极，该电池的反应本质为Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+，该反应中铁离子为氧化剂，银离子为氧化产物，则氧化性：Fe3+＞Ag+，故答案为：正极；＞；
②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液，指针向右偏转，则此时石墨为负极，银为正极，右侧烧杯中银离子浓度增大，反应Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+的平衡左移，发生反应Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+，此时Ag+为氧化剂，Fe3+为氧化产物，则氧化性：Fe3+＜Ag+；
③由上述①②实验，得出的结论是：在其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关，浓度的改变可导致平衡移动。
2．食品加工中常用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)作漂白剂、防腐剂和疏松剂。现实验室欲制备焦亚硫酸钠，其反应依次为：(ⅰ)2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O；
(ⅱ)Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3；
(ⅲ)2NaHSO3Na2S2O5+H2O。
查阅资料：焦亚硫酸钠为黄色结晶粉末，150℃时开始分解，在水溶液或含有结晶水时更易被空气氧化。
实验装置如下：
（1）实验室可用废铝丝与NaOH溶液制取H2，其离子方程式为___。
（2）通氢气一段时间后，以恒定速率通入SO2，开始的一段时间溶液温度迅速升高，随后温度缓慢变化，溶液开始逐渐变黄。“温度迅速升高”的原因为__。实验后期须利用水浴使温度保持在约80℃。
（3）反应后的体系中有少量白色亚硫酸钠析出，除去其中亚硫酸钠固体的方法是___；然后获得较纯的无水Na2S2O5，应将溶液冷却到30℃左右过滤，控制“30℃左右”的理由是___。
（4）丙为真空干燥Na2S2O5晶体的装置，通入H2的目的是___。
（5）常用剩余碘量法测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数。已知：S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+；2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。请补充实验步骤(可提供的试剂有：焦亚硫酸钠样品、标准碘溶液、淀粉溶液、酚酞溶液、标准Na2S2O3溶液及蒸馏水)。
①精确称取产品0.2000g放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中。
②准确移取一定体积的已知浓度的标准碘溶液(过量)并记录数据，在暗处放置5min，然后加入5mL冰醋酸及适量的蒸馏水。
③用标准Na2S2O3溶液滴定至接近终点。
④___。
⑤重复步骤①～③；根据相关记录数据计算出平均值。
【答案】2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ SO2与NaOH溶液的反应是放热反应 趁热过滤
此时溶液中Na2SO3不饱和，不析出 排出空气，防止焦亚硫酸钠被氧化 加入少量淀粉溶液，继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复色，记录滴定所消耗的体积
【解析】
【分析】
(1)铝和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
(2)SO2与NaOH溶液的反应是放热反应导致溶液温度升高；
(3)根据图知，温度越高Na2S2O5溶解度增大，当接近40℃时亚硫酸钠溶解度减小；控制“30℃左右”时，此时溶液中Na2SO3不饱和；
(4)焦亚硫酸钠能被压强氧化；真空干燥时，干燥室内部的压力低，水分在低温下就能气化； (5)④碘能使淀粉变蓝色，所以可以用淀粉试液检验滴定终点，继续做实验为：加入少量淀粉溶液，继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现，记录滴定所消耗的体积。
【详解】
(1)铝和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
(2)SO2与NaOH溶液的反应是放热反应导致溶液温度升高，所以溶液“温度迅速升高”；
(3)根据图知，温度越高Na2S2O5溶解度增大，当接近40℃时亚硫酸钠溶解度减小，所以要趁热过滤；控制“30℃左右”时，此时溶液中Na2SO3不饱和，不析出；
(4)焦亚硫酸钠能被压强氧化，则通入氢气的目的是排出空气，防止焦亚硫酸钠被氧化；
(5)④继续做实验为：加入少量淀粉溶液，继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现，记录滴定所消耗的体积，然后再重复实验，减少实验误差。
3．25℃、101kPa下，稀强酸与稀强碱溶液反应中和热为57.3kJ/mol。
（1）写出表示稀H2SO4与稀烧碱溶液反应的中和热的热化学方程式：___。
（2）学生甲用50mL0.25mol/L硫酸与50mL0.55mol/L烧碱溶液测定中和热装置如图。
①实验时所需的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需：__。
②该装置中有一处错误是：___。如果用该错误装置测定，测得的中和热ΔH会___(填“偏大、偏小、无影响”)。
③如果用60mL0.25mol/L硫酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热___(填“相等、不相等”)。
④若反应前溶液以及中和后的混合液的密度均设为1g/cm3，混合前酸与碱的温度均为t1，混合后溶液的温度为t2，比热容为4.18J/(g·℃)，则中和热ΔH=___。
（3）学生乙用2mol/L的硫酸来测定与锌粒和锌粉反应的快慢，设计如图装置：
该生两次实验测定时间均设定为10min，则他还要测定的另一个数据是：___。
②若要减小产生H2的速率而又不影响产生H2的总量，应向硫酸中加入___(填字母)
a.Na2CO3溶液 b.K2SO4溶液 c.NaNO3溶液 d.水 e.CuSO4溶液
【答案】NaOH(aq)+12H2SO4(aq)=12Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol 温度计和环形玻璃
