高考化学易错题精选-氧化还原反应练习题及详细答案

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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.高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下:MnO2熔融氧化:3MnO2+ KClO3+ 6KOH熔融3K2MnO4+ KCl+3H2OK2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3将MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液装入三颈烧瓶,再通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒。

回答下列问题:(1)仪器a的名称是______。

(2)MnO2熔融氧化应放在______中加热(填仪器编号)。

①烧杯②瓷坩埚③蒸发皿④铁坩埚(3)为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊。

当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A,打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中。

待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞______,打开旋塞______,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。

然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应。

(4)除去K2MnO4歧化产物中MnO2的操作方法是______。

(5)将三颈烧瓶中所得产物经过一系列操作得到针状的高锰酸钾晶体,最后采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是______。

【答案】长颈漏斗④ AC BDE 过滤高锰酸钾晶体受热易分解【解析】【分析】(1)由实验装置可知,仪器a为长颈漏斗;(2)熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚;(3)该操作的目的是将气囊F中的二氧化碳排出,据此判断正确的操作方法;(4)高锰酸钾溶于水,二氧化锰不溶于水;(5)高锰酸钾晶体受热易分解。

【详解】(1)由实验装置可知,仪器a为长颈漏斗,故答案为:长颈漏斗;(2)熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物中含有碱性KOH,瓷坩埚中含有二氧化硅,二氧化硅能够与氢氧化钾反应,所以应用铁坩埚,故答案为:④;(3)待气囊F收集到较多气体时,需要将气囊F中二氧化碳排出到热K2MnO4溶液中,所以需要关闭A、C,打开B、D、E,轻轻挤压气囊F,从而使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,故答案为:AC;BDE;(4)高锰酸钾溶于水,二氧化锰不溶于水,固液分离应用过滤的方法,则除去高锰酸钾溶液中的二氧化锰应用过滤的方法,故答案为:过滤;(5)高锰酸钾晶体受热易分解,实验时应采用低温烘干的方法来干燥产品,避免高锰酸钾晶体受热发生分解,故答案为:高锰酸钾晶体受热易分解。

2.锂离子电池能够实现千余次充放电,但长时间使用后电池会失效,其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染,还会造成资源的浪费。

实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。

已知:LiCoO2难溶于水,易溶于酸。

回答下列问题:(1)LiCoO2中Co的化合价是__。

(2)LiCoO2在浸出过程中反应的离子方程式是__。

(3)浸出剂除了H2O2外,也可以选择Na2S2O3,比较二者的还原效率H2O2__(填“>”或“<”)Na2S2O3(还原效率:还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。

(4)提高浸出效率的方法有__。

(5)利用Cyanex272萃取时,pH对钴、镍萃取分离效果的影响如图。

从图中数据可知,用Cyanex272萃取分离时,最佳pH是__。

(6)反萃取的离子方程式为2H++CoR2=Co2++2HR,则反萃取剂的最佳选择是__。

(7)常温下,若水相中的Ni2+的质量浓度为1.18g·L-1,则pH=__时,Ni2+开始沉淀。

[K sp(Ni(OH)2=2×10-15](8)参照题中流程图的表达,结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。

已知:提供的无机试剂:NaOH 、Na 2CO 3、NaF 。

【答案】+3 2LiCoO 2+6H ++H 2O 2=2Co 2++O 2↑+2Li ++4H 2O < 适当升高温度,适当增加H 2SO 4浓度 5.5 H 2SO 4 7.5 ①NaOH ②Ni(OH)2 ③NaF【解析】【分析】(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0进行计算;(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO 4,可知LiCoO 2与H 2O 2在酸性条件下发生氧化还原反应,根据氧化还原反应的规律写出化学方程式;(3)根据等物质的量H 2O 2和Na 2S 2O 3作为还原剂转移电子的多少进行判断;(4)提高浸出效率即提高化学反应速率;(5)分离Co 2+和Ni 2+时,由于Co 2+进入有机相,Ni 进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH 范围;(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时不能引入新杂质;(7)根据K sp (Ni(OH)2的表达式进行计算;(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH 应该用碱性物质,但要考虑分离Ni 和Li 元素不能使Ni 和Li 元素同时沉淀。

【详解】(1)LiCoO 2中O 元素为-2价,Li 为+1价,根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算得Co 的化合价为+3价;(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO 4,可知LiCoO 2与H 2O 2在酸性条件下发生氧化还原反应,化学方程式为:2LiCoO 2+6H ++H 2O 2=2Co 2++O 2↑+2Li ++4H 2O ;(3)1molH 2O 2作为还原剂转移2mol 电子,1molNa 2S 2O 3作为还原剂转移8mol 电子,则Na 2S 2O 3的还原效率更高;(4)提高浸出效率可以适当升高温度,适当增加H 2SO 4浓度等;(5)分离Co 2+和Ni 2+时,由于Co 2+进入有机相,Ni 进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH 范围,所以最佳pH 是5.5;(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时,为不引入新杂质,反萃取剂最好选择H 2SO 4;(7)c (Ni 2+)=1.1859mol/L=0.02mol/L ,则开始沉淀时,c (OH -)=()sp 2Ni OH ()0.02K 15200210.-⨯-6.5mol/L ,则pH=14-6.5=7.5; (8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH 应该用碱性物质,但要考虑分离Ni 和Li 元素不能使Ni 和Li 元素同时沉淀,所以选用NaOH ,则Ni(OH)2先沉淀,过滤后滤液中加入NaF 生成LiF 沉淀。

【点睛】本题(5)选择合适的pH时,注意读懂图中信息,要根据实验的具体操作情况来分析。

3.羟氨(NH2OH)是一种还原剂,和联氨一样是一种弱碱,不稳定,室温下吸收水汽迅速分解。

回答下列问题:(1)请写出羟氨的电子式___。

(2)利用KMnO4标准溶液定量间接测定羟氨的纯度。

测定步骤如下:①溶液配制:称取5.0g某羟氨样品,溶解在______酸中后加适量蒸馏水,将其全部转移至100mL的______中,加蒸馏水至_______。

②取20.00mL的羟氨酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应:2NH2OH2++4Fe3+=N2O↑+4Fe2++H2O+6H+,生成的Fe2+用0.4000 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,滴定达到终点的现象是____________。

请写出Fe2+与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式_____________。

重复滴定3次,每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如表所示:计算试样的纯度____%。

(3)下列操作导致误差偏高的有______(填编号)。

a 滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失b 滴定管未经润洗盛装KMnO4溶液c 羟氨称量时,时间过长和溶解时没有及时用酸酸化d KMnO4溶液起始读数仰视,终点正常读数【答案】硫酸容量瓶刻度线当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪色 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 66 ab【解析】【分析】(1)根据羟氨化学式写出其电子式;(2)①羟氨应溶解在H2SO4中,因为HCl中的Cl会被MnO4-氧化;②用酸性KMnO4溶液滴定达到终点的现象是当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪色;根据氧化还原反应的规律写出Fe2+与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式,根据物质的量的关系计算式样纯度;(3)根据氧化还原滴定的相关操作分析实验误差。

【详解】(1)根据羟氨化学式NH2OH可知其电子式为:,故答案为:;(2)①羟氨应溶解在H2SO4中,因为HCl中的Cl会被MnO4-氧化,将其全部转移至100mL的容量瓶中,加蒸馏水至刻度线,故答案为:硫酸;容量瓶;刻度线;②用酸性KMnO4溶液滴定达到终点的现象是当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪色;根据氧化还原反应的规律写出Fe2+与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;由消耗高锰酸钾体积表可知,第一次误差过大,舍去,V (平均)=19.9820220+.=20.00mL ; 设滴定时NH 2OH 2+的物质的量为xmol ,依据离子方程式可得关系式:+-224-35NH OH 2MnO 52x=20.00100.4n c V =⨯⨯⨯:解得x=0.02 因总量为100mL ,所以n (NH 2OH 2+)=0.02×5=0.1molm=n ⋅M =0.1×33g/mol =3.3gw =100%m m ⨯样=3.35.0⨯100%=66% 故答案为:当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪色;5Fe 2++MnO 4-+8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O ;66;(3)a .滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失会导致V 标准偏大,计算结果偏高; b .滴定管未经润洗盛装KMnO 4溶液,相当于把KMnO 4溶液稀释,滴定时消耗体积增大,计算结果偏高;c .羟氨称量时,时间过长和溶解时没有及时用酸酸化会导致羟氨被氧化,导致消耗体积偏小,计算结果偏低;d .KMnO 4溶液起始读数仰视,终点正常读数,导致消耗体积偏小,计算结果偏低; 故答案为:ab 。

【点睛】注意氧化还原滴定操作中的注意事项,根据公式判断不同操作可能引起的实验误差。

4.过氧乙酸(CH 3COOOH)是一种高效消毒剂,具有很强的氧化性和腐蚀性,它可由冰醋酸与过氧化氢在一定条件下制得;它可以迅速杀灭多种微生物,包括多种病毒(如:SARS 病毒、禽流感病毒)、细菌、真菌及芽孢。