高考化学培优(含解析)之氧化还原反应含答案

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一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)

1.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 24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑ 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO 2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(S 2O 3)33-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,但Fe 3+与S 2O 32- 氧化还原反应的程度大,导致Fe 3++3S 2O 32-⇌Fe(S 2O 3)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Na 2SO 3反应生成SO 2,所以方程式为:24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑;c 中是制备硫代硫酸钠的反应,SO 2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SO 2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SO 2,会使溶液酸性增强,对制备产物不利,所以原因是:SO 2过量,溶液显酸性,产物会发生分解;

(4)检验Fe 2+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Fe 2+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(S O )-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Fe 3+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:①2327226I Cr O 14H =3I 2Cr

7H O --++++++;②2222346=I 2S O 2I S O ---++;反应①I -被氧化成I 2,反应②中第一步所得的I 2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227Cr O -得电子总数就与消耗的

223S O -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 (Na 2S 2O 3)=a mol/L ,列电子得失守恒式:10.58806=a 0.02513294

⨯⨯⨯,解得a=0.1600mol/L 。

2.MnO 2是制造干电池的主要原料之一,也是中学化学中常见的一种试剂。工业上Mn(NO 3)2和KMnO 4为原料制备MnO 2,其生产原理如下:用软锰矿(含MnO 2和少量的Fe 2O 3、SiO 2)和碳反应制得MnO ;再将MnO 与稀硝酸反应,反应后经过滤、提纯、浓缩,可制得50%的Mn(NO 3)2溶液;在一定条件下,把50%的Mn(NO 3)2溶液滴加到KMnO 4溶液中,发生如下反应:3Mn(NO 3)2+2KMnO 4+2H 2O ═5MnO 2↓+2KNO 3+4HNO 3,反应生成的沉淀经过滤、洗涤、干燥后得到MnO 2。

请回答下列问题:

Ⅰ、若将软锰矿和碳反应后的固体产物置于如图1所示的装置甲中,与稀硝酸反应,观察到装置乙中有红棕色气体产生。

(1)写出甲中产生气体反应的化学方程式___。

(2)在制备MnO2的实验中要向反应混合液中不断滴加氨水,则氨水的作用是___。

Ⅱ、有人提出用日光分解KMnO4溶液的方法可制取MnO2,反应方程式为:

4KMnO4+2H2O4MnO2↓+4KOH+3O2↑该反应中c(OH-)随时间的变化曲线如图2所示,分析曲线的变化趋势,你认为形成该变化的原因是___。

Ⅲ、某兴趣小组通过实验研究MnO2的氧化性进行了一系列的研究。

(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是___。

A.把MnO2固体加入到FeSO4溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红

B.把MnO2固体加入到FeCl3溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红

C.把MnO2固体加入到Na2SO3溶液中,再加入BaCl2观察是否有白色沉淀生成

D.把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成

(2)该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力,他们控制KI溶液的浓度和MnO2固体的质量相同,恒定实验温度在298K,设计如下对比试验。

实验酸或碱现象

A1滴0.2mol/LNaOH溶液不变色

B1滴水缓慢变浅棕褐色

C1滴0.1mol/L硫酸溶液迅速变棕褐色

该小组从上述对比实验中,可以得出的结论是___。写出在MnO2迅速氧化I−的离子方程式___。

【答案】Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O可以中和硝酸,增大反应物的转化率,使原料尽可能多地转化为MnO2反应生成的MnO2对该反应起催化作用 A 酸性越强,MnO2氧化能力越强 MnO2+2I−+4H+= Mn2++I2+2H2O

【解析】

【分析】

Ⅰ、(1)软锰矿中含有少量Fe2O3,在加热条件下与C反应生成铁,铁与稀硝酸反应生成NO 气体,为便于吸收氮氧化物,向乙中通入空气,空气中的氧气将NO氧化成NO2,使气体