备战高考化学—化学反应原理的综合压轴题专题复习附答案
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备战高考化学—化学反应原理的综合压轴题专题复习附答案一、化学反应原理1．水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。
某课外小组设计如图所示的实验装置(夹持装置略)，采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧的含量。
实验步骤及测定原理如下：Ⅰ.取样、氧的固定a.用溶解氧瓶采集水样，记录大气压及水体温度。
b.向烧瓶中加入200mL 水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入41mLMnSO 无氧溶液(过量)和2mL 碱性KI 无氧溶液(过量)，开启搅拌器，反应生成2MnO(OH)，实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定d.搅拌，并向烧瓶中加入2mL 硫酸无氧溶液至2MnO(OH)被I -还原为2Mn +，溶液为中性或弱酸性。
e.在暗处静置5min 后，取一定量溶液，用223Na S O 标准溶液滴定生成的()22223246I 2S O I 2I S O ---+=+，记录数据。
f.⋯⋯g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题：()1配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中的氧气的简单操作为________。
()2取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是________。
()3“步骤c”中“搅拌”的作用是________。
()4“氧的固定”中发生主要反应的化学方程式为________。
()5“步骤f”为________。
()6“步骤e”中，用amol/LNa 2S 2O 3标准溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，滴定终点的现象为________；若200mL 水样经处理后，共消耗223Na S O 标准溶液的体积为bmL ，则水样中溶解氧的含量为________(用含字母的式子表示)mg/L 。
()7“步骤d”中加入硫酸溶液反应后，若溶液pH 过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)：________。
【答案】将溶剂水煮沸后冷却 使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差 使溶液混合均匀，快速完成反应 222O 2Mn(OH)2MnO(OH)+= 重复步骤e 中的滴定操作23～次 当滴入最后一滴时，溶液蓝色刚好褪去且半分钟内不复色 40ab223222H S O S SO H O +-+=↓+↑+，22224SO I 2H O 4H SO 2I +--++=++；2224H 4I O 2I 2H O +-++=+【解析】【详解】（1）溶液中氧气溶解度不大，且随温度升高溶解度减小，所以配制以上无氧溶液时需要通过煮沸溶剂后冷却，把溶剂水中溶解的氧气赶出得到；故答案为：将溶剂水煮沸后冷却；（2）取水样时扰动水体表面，这样操作会使氧气溶解度减小，为此，取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差；故答案为：使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差；（3）操作步骤中搅拌的作用是使溶液混合均匀，快速完成反应；故答案为：使溶液混合均匀，快速完成反应；（4） “氧的固定”中发生反应的化学方程式为：222O 2Mn(OH)2MnO(OH)+=； 故答案为：222O 2Mn(OH)2MnO(OH)+=；（5）为减少实验过程中的误差，滴定实验应重复进行滴定实验测定数值，取几次的平均值计算，步骤f 为重复步骤e 的操作2~3次；故答案为：重复步骤e 的操作2~3次；（6）用223Na S O 标准溶液滴定生成的2I ，发生反应22232462S O I S O 2I ---+=+，以淀粉作指示剂，随硫代硫酸钠溶液滴入，滴定过程中滴入最后一滴溶液蓝色变化为无色且半分钟不变说明反应达到终点；若200mL 水样经处理后，共消耗Na 2S 2O 3标准溶液的体积为bmL ，实验过程中依次发生的反应为2222Mn O 4OH 2MnO(OH)+-++=↓，2222MnO(OH)2I 4H Mn I 3H O -++++=++，22232462S O I S O 2I ---+=+，得到定量关系为：222223O 2MnO(OH)2I 4S O -～～～，1 4n （O 2） 31b 10L amol L --⨯⨯⋅n （O 2）=0.00025abmol ，质量为0.00025abmol 32g /mol 0.008abg 8abmg ⨯==， 氧气浓度8abmg 40abmg /L 0.2L==； 故答案为：当滴入最后一滴时，溶液蓝色刚好褪去且半分钟内不复色； 40ab ；()7硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应，生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化，同时空气中的氧气也能够将碘离子氧化，反应的离子方程式分别为：223222H S O S SO H O +-+=↓+↑+；22224SO I 2H O 4H SO 2I +--++=++；2224H 4I O 2I 2H O +-++=+，故答案为：223222H S O S SO H O +-+=↓+↑+，22224SO I 2H O 4H SO 2I +--++=++，2224H 4I O 2I 2H O(+-++=+任写其中2个)。
【点睛】本题考查了物质含量的测定、滴定实验及其计算的相关知识、氧化还原反应电子守恒应用，主要是实验基本操作、滴定实验的步骤、水中溶解氧含量的计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等。
2．研究不同 pH 时 CuSO 4 溶液对 H 2O 2 分解的催化作用。
资料：a ．Cu 2O 为红色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu 和Cu 2+。
b ．CuO 2 为棕褐色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu 2+和 H 2O 2。
c ．H 2O 2 有弱酸性：H 2O 2H + +HO 2-，HO 2- H + +O 22-。
编号实验 现象 Ⅰ 向 1 mL pH ＝2 的 1 mol ·L − 1 CuSO 4溶液中加入0.5 mL 30% H 2O 2 溶液出现少量气泡 Ⅱ 向 1 mL pH ＝3 的 1 mol ·L − 1 CuSO 4溶液中加入0.5 mL 30% H 2O 2 溶液立即产生少量棕黄色沉淀，出现较明显气泡 Ⅲ向 1 mL pH ＝5 的 1 mol ·L − 1CuSO 4溶液中加入0.5 mL 30% H 2O 2 溶液 立即产生大量棕褐色沉淀，产生大量气泡 （1） 经检验生成的气体均为 O 2，Ⅰ中 CuSO 4 催化分解 H 2O 2 的化学方程式是__。
（2）对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出 2 种假设：ⅰ.CuO 2，ⅱ.Cu 2O 和CuO 2 的混合物。
为检验上述假设，进行实验Ⅳ：过滤Ⅲ中的沉淀，洗涤，加入过量硫酸，沉淀完全溶解，溶液呈蓝色，并产生少量气泡。
①若Ⅲ中生成的沉淀为 CuO 2，其反应的离子方程式是__。
②依据Ⅳ中沉淀完全溶解，甲同学认为假设ⅱ不成立，乙同学不同意甲同学的观点，理由是__。
③为探究沉淀中是否存在 Cu 2O ，设计如下实验：将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后，取 a g 固体溶于过量稀硫酸，充分加热。
冷却后调节溶液 pH ，以 PAN 为指示剂，向溶液中滴加 c mol ·L − 1EDTA 溶液至滴定终点，消耗 EDTA 溶液 V mL 。
V =__，可知沉淀中不含 Cu 2O ，假设ⅰ成立。
（已知：Cu 2++EDTA = EDTA -Cu 2+，M (CuO 2)＝96 g ·mol − 1，M (Cu 2O )＝144 g ·mol −1）（3）结合方程式，运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__。
（4）研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2分解速率不同的原因。
实验Ⅴ：在试管中分别取1mL pH＝2、3、5的1mol·L−1Na2SO4溶液，向其中各加入0.5mL30% H2O2溶液，三支试管中均无明显现象。
实验Ⅵ：__（填实验操作和现象），说明CuO2能够催化H2O2分解。
（5）综合上述实验，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2的分解速率不同的原因是__。
【答案】2H2O2O2↑+2H2O H2O2+Cu2+＝CuO2↓+2H+ CuO2与H+反应产生的H2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu 1000a96c溶液中存在H2O2H+ +HO2－，HO2－H+ +O22－，溶液pH增大，两个平衡均正向移动，O22－浓度增大，使得CuO2沉淀量增大将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变 CuO2的催化能力强于Cu2+；随pH增大，Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多【解析】【分析】【详解】（1）由题意可知，在硫酸铜做催化剂作用下，双氧水分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2O2↑+2H2O，故答案为：2H2O2O2↑+2H2O；（2）①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2，说明双氧水与铜离子反应生成过氧化铜和水，反应的离子方程式为H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+，故答案为：H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+；②由题意可知，过氧化铜能与溶液中氢离子反应生成双氧水，双氧水具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化氧化亚铜或铜，无法观察到红色沉淀，说明假设ⅱ可能成立，乙同学的观点正确，故答案为：CuO2与H+反应产生的H2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu；③a g过氧化铜的物质的量为ag96g/mol，由方程式可得如下关系：CuO2—Cu2+—EDTA，则有ag 96g/mol = c mol/L×V×10—3L，解得V=1000a96cml，故答案为：1000a96c；（3）由题意可知，双氧水溶液中存在如下电离平衡H2O2H+ +HO2－、HO2－H+ +O22－，溶液pH增大，氢离子浓度减小，两个平衡均正向移动，过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大，故答案为：溶液中存在H2O2H+ +HO2－，HO2－H+ +O22－，溶液pH 增大，两个平衡均正向移动，O22－浓度增大，使得CuO2沉淀量增大；（4）若过氧化铜能够催化过氧化氢分解，过氧化氢分解速率加快，催化剂过氧化铜的组成和质量不会发生变化，则实验操作和现象为将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变，故答案为：将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变；（5）由以上实验可知，当溶液pH增大时，双氧水溶液中过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大，过氧化铜的催化能力强于铜离子，使双氧水的分解速率增大，故答案为：CuO2的催化能力强于Cu2+；随pH增大，Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多。
