高考化学——氧化还原反应的综合压轴题专题复习含详细答案

高考化学——氧化还原反应的综合压轴题专题复习含详细答案

一、高中化学氧化还原反应

1．工业上处理含苯酚废水的过程如下。回答下列问题：

Ⅰ.测定废水中苯酚的含量。

测定原理：+3Br2→↓+3HBr

测定步骤：

步骤1：准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中。

步骤2：将5.00mL1amolL浓溴水(量)迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡。

步骤3：打开瓶塞，向锥形瓶中迅速加入bmL10.10molLKI溶液(过量)，塞紧瓶塞，振荡。

步骤4：滴入2~3滴指示剂，再用10.010molL223NaSO标准溶液滴定至终点，消耗223NaSO溶液1VmL(反应原理：2223246I2NaSO2NaINaSO)。待测废水换为蒸馏水，重复上述步骤(即进行空白实验)，消耗223NaSO溶液2VmL。

(1)“步骤1”量取待测废水所用仪器是________。

(2)为了防止溴的挥发，上述步骤中采取的措施包括迅速加入试剂和________。

(3)“步骤4”滴定终点的现象为________。

(4)该废水中苯酚的含量为________1mgL(用含1V、2V的代数式表示)。如果空白实验中“步骤2”忘记塞紧瓶塞，则测得的废水中苯酚的含量________(填“偏高”“偏低”或“无影响”，下同)；如果空白实验中“步骤4”滴定至终点时俯视读数，则测得的废水中苯酚的含量________。

Ⅱ.处理废水。采用Ti基2PbO为阳极，不锈钢为阴极，含苯酚的废水为电解液，通过电解，阳极上产生羟基(·OH)，阴极上产生22HO。通过交排列的阴阳两极的协同作用，在各自区域将苯酚深度氧化为2CO和2HO。

(5)写出阳极的电极反应式：________。

(6)写出苯酚在阴极附近被22HO深度氧化的化学方程式：________。

【答案】(酸式)滴定管 塞紧瓶塞 滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色 2194V-V15 偏低 偏低 2HOeOHH

652222CHOH14HO6CO17HO

【解析】

【分析】

向呈有待测废水加入浓溴水反应后得到三溴苯酚的沉淀，再加入KI溶液与剩下的Br2发生氧化还原反应得到I2，方程式为Br2+2I-===I2+2Br-，再用Na2S2O3标准溶液滴定I2，可根据消耗的Na2S2O3标准溶液的体积和浓度算出溶液中剩余的Br2的物质的量，再设置一个空白实验测出浓溴水的物质的量，用Br2总的物质的量-剩余Br2的物质的量即可得出与苯酚反应的Br2的物质的量，再结合反应方程式得到苯酚的物质的量，从而求出废水中苯酚的含量，结合实验基本操作及注意事项解答问题。

【详解】

(1)由于苯酚显酸性，因此含苯酚的废水为酸性，“步骤1”中准确量取废水时所用的仪器可选用酸式滴定管，故答案为：酸式滴定管；

(2)由于溴单质易挥发，因此可采用塞进瓶塞、迅速加入试剂等方法防止其挥发，故答案为：塞紧瓶塞；

(3)用0.01mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，由于Na2S2O3标准溶液会反应I2，加入的淀粉遇I2变成蓝色，所以滴定终点的现象为滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色，故答案为：滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色；

(4)根据反应方程式可得各物质的物质的量关系式：

222231122Br~2KI~I~2NaSO0.005V0.01V0.005V0.01V

剩下的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V1 mmol，将待测废液换成蒸馏水时，5mL amol/L的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V2 mmol，则与苯酚参与反应的Br2的物质的量为0.005(V2-V1) mmol，根据方程式+3Br2→↓+3HBr可得苯酚的物质的量为210.005V-V3 mmol，质量为21940.005V-V3mg，则该废水中苯酚的含量为2121-13940.005V-Vmg94V-V3mgL251015Lg，若步骤2中忘记塞进瓶塞，溴单质挥发，导致最终消耗的Na2S2O3的体积偏小，则测得苯酚的含量偏低，如果空白实验中步骤4滴定终点时俯视读数，读得的体积偏小，则消耗的Na2S2O3的体积偏小，使测得苯酚的含量偏低，故答案为：2194V-V15；偏低；偏低；

(5)由题干信息可知，Ti基PbO2为阳极，则阳极H2O失去电子产生·OH，电极反应式为H2O-e-===H++·OH，故答案为：H2O-e-===H++·OH；

(6)根据题干信息可知，苯酚被阴极产生的H2O2深度氧化产生CO2和H2O，有氧化还原反应规律得到其反应方程式式为C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O，故答案为：C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O。

2．碘酸钾（3KIO）是重要的微量元素碘添加剂。实验室设计下列实验流程制取并测定产品中3KIO的纯度：

其中制取碘酸（3HIO）的实验装置见图，有关物质的性质列于表中

物质 性质

HIO3 白色固体，能溶于水，难溶于CCl4

KIO3 ①白色固体，能溶于水，难溶于乙醇

②碱性条件下易发生氧化反应：ClO－＋IO3－=IO4－＋Cl－

回答下列问题

（1）装置A中参加反应的盐酸所表现的化学性质为______________。

（2）装置B中反应的化学方程式为___________________ 。B中所加CCl4的作用是_________从而加快反应速率。

（3）分离出B中制得的3HIO水溶液的操作为____________；中和之前，需将HIO3溶液煮沸至接近于无色，其目的是____________，避免降低3KIO的产率。

（4）为充分吸收尾气，保护环境，C处应选用最合适的实验装置是____________（填序号）。

（5）为促使3KIO晶体析出，应往中和所得的3KIO溶液中加入适量的___________。

（6）取1.000g3KIO产品配成200.00mL溶液，每次精确量取20.00mL溶液置于锥形瓶中，加入足量KI溶液和稀盐酸，加入淀粉作指示剂，用0.1004mol/L223NaSO溶液滴定。滴定至终点时蓝色消失（2--2-22346I+2SO=2I+SO），测得每次平均消耗223NaSO溶液25.00mL。则产品中3KIO的质量分数为___（结果保留三位有效数字）。

【答案】还原性、酸性 22235CI+I+6HO==2HIO+10HCl 充分溶解2I和2Cl，以增大反应物浓度 分液 除去2Cl（或-ClO），防止氧化3KIO C 乙醇（或酒精） 89.5%。

【解析】

【分析】

装置A用于制取Cl2，发生的反应为：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O，装置B中发生的是制取HIO3的反应，装置C为尾气处理装置，既要吸收尾气中的HCl和Cl2，还要防止倒吸。

【详解】

（1）装置A中发生的反应为：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O，浓盐酸中的Cl元素有一部分失电子转化为Cl2，表现出还原性，还有一部分Cl元素没有变价转化为KCl（盐），表现出酸性，故答案为：还原性、酸性；

（2）装置B中发生的反应为：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl，Cl2和I2均难溶于水，易溶于CCl4，加入CCl4可使二者溶解在CCl4中，增大反应物浓度，故答案为：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl；充分溶解I2和Cl2，以增大反应物浓度；

（3）分离B中制得的HIO3水溶液的操作为分液，HIO3溶液中混有的Cl2在碱性条件下转化为ClO-，ClO-会将IO3-氧化为IO4-，因此在中和前需要将Cl2除去，故答案为：分液；除去Cl2（或ClO-），防止氧化KIO3；

（4）尾气中主要含HCl和Cl2，需用NaOH溶液吸收，同时要防止倒吸，故答案为：C；

（5）因为KIO3难溶于乙醇，向KIO3溶液中加入乙醇可降低其溶解度，促使KIO3晶体析出，故答案为：乙醇（或酒精）；

（6）每20mLKIO3溶液中，加入KI溶液和稀盐酸发生的反应为：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，滴定时发生的反应为：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，可列出关系式：IO3-~3I2~6S2O32-，每次平均消耗的n(S2O32-)= 0.1004mol/L×0.025L=0.00251mol，则每20mLKIO3溶液中，n(KIO3)=n(IO3-)=

n(S2O32-)÷6=0.00251mol÷6=0.000418mol，200mL溶液中，n(KIO3)=0.00418mol，产品中KIO3的质量分数=214gmol0.00418mol×100%1g/=89.5%，故答案为：89.5%。

【点睛】

1g样品配成了200mL溶液，而根据关系式计算出的是20mL溶液中KIO3的物质的量，需扩大10倍才能得到1g样品中KIO3的物质的量。

3．实验室用酸性蚀刻废液(含Cu2+、H+、CuC24l、Cl-等)和碱性蚀刻废液[N4H、Cu(NH324)、NH3·H2O等]制备CuI(白色固体)的实验流程如下:

(1)步骤Ⅰ中发生了多个反应,其中Cu(NH324)与盐酸反应生成Cu(OH)Cl的离子方程式为______。 (2)步骤Ⅳ需控制pH为1~2,80 ℃下进行,合适的加热方式是______。

(3)步骤Ⅴ的具体步骤是蒸发浓缩、______、____。

(4)步骤Ⅵ在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。

①装置a中盛装浓硫酸的仪器的名称是____,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为____。

②用装置d中的溶液洗涤制得的CuI的目的是____,然后再用无水乙醇洗涤的目的是____。

【答案】Cu(NH324)+3H++Cl-+H2OCu(OH)Cl↓+4N4H 热水浴 冷却结晶 过滤(洗涤)

分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 可防止CuI被空气中的O2氧化 使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2

【解析】

【分析】

由流程图可知，酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合反应得到Cu(OH)Cl悬浊液，过滤，将Cu(OH)Cl加水、过浆后，与浓硫酸水浴加热反应生成硫酸铜，硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体，硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应生成碘化亚铜白色固体。

【详解】

（1）步骤Ⅰ中Cu(NH3)42+与盐酸反应生成Cu(OH)Cl沉淀和氯化铵，反应的离子方程式Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+，故答案为：Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+；

（2）步骤Ⅳ为Cu(OH)Cl加水、过浆后，与浓硫酸在制pH为1~2，80 ℃下水浴加热反应反应生成硫酸铜，故答案为：热水浴；