高考高考化学 氧化还原反应试题 9页

第5讲　氧化还原反应 ‎ 氧化还原反应的概念 ‎1.(2014山东理综,7,5分)下表中对应关系正确的是(　　)‎ A CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl 均为取代反应 B 由油脂得到甘油 由淀粉得到葡萄糖 均发生了水解反应 C Cl2+2Br- 2Cl-+Br2‎ Zn+Cu2+ Zn2++Cu 均为单质被还原的置换反应 D ‎2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑‎ Cl2+H2O HCl+HClO 均为水作还原剂的氧化还原反应 ‎2.(2013天津理综,1,6分)运用有关概念判断下列叙述正确的是　(　　)‎ A.1 mol H2燃烧放出的热量为H2的燃烧热 B.Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应 ‎ C.和互为同系物 D.BaSO4的水溶液不易导电,故BaSO4是弱电解质 ‎3.(2012广东理综,10,4分)下列应用不涉及氧化还原反应的是(　　)‎ A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂 B.工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al C.工业上利用合成氨实现人工固氮 D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3‎ ‎4.(2012天津理综,2,6分)下列单质或化合物性质的描述正确的是(　　)‎ A.NaHSO4水溶液显中性 B.SiO2与酸、碱均不反应 C.NO2溶于水时发生氧化还原反应 D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3‎ ‎5.(2012海南单科,6,2分)将‎0.195 g锌粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L‎-1 M溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是　(　　)‎ A.M B.M2+ C.M3+ D.MO2+‎ 氧化还原反应的规律 ‎1.(2014大纲全国,13,6分)已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KCl、KClO、KClO3,且的值与温度高低有关。当n(KOH)=a mol时,下列有关说法错误的是(　　)‎ A.若某温度下,反应后=11,则溶液中=‎ B.参加反应的氯气的物质的量等于a mol C.改变温度,反应中转移电子的物质的量的范围:a mol≤≤a mol D.改变温度,产物中KClO3的最大理论产量为a mol ‎2.(2013福建理综,12,6分)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录10~‎55 ℃‎间溶液变蓝时间,‎55 ℃‎时未观察到溶液变蓝,实验结果如图所示。据图分析,下列判断不正确的是(　　)‎ A‎.40 ℃‎之前与‎40 ℃‎之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反 B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等 C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5 mol·L-1·s-1‎ D.温度高于‎40 ℃‎时,淀粉不宜用作该实验的指示剂 ‎3.(2014天津理综,9,18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。‎ Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O 反应原理:Na2SO3(aq)+S(s) Na2S2O3(aq)　‎ 实验步骤:‎ ‎①称取‎15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取‎5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润湿,加入上述溶液中。‎ ‎②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。‎ ‎③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。‎ 回答问题:‎ ‎(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)仪器a的名称是　　　　,其作用是　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是　　　　　　　　。检验是否存在该杂质的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.测定产品纯度 准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L-1碘的标准溶液滴定。‎ 反应原理为:2S2+I2 S4+2I-‎ ‎(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为　　　　mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)　　　　。 ‎ Ⅲ.Na2S2O3的应用 ‎(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成S,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎4.(2013浙江理综,26,15分)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将‎6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和‎6.72 L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为‎1.25 g·L-1。请回答下列问题:‎ ‎(1)甲的化学式是　　　　;乙的电子式是　　　　。 ‎ ‎(2)甲与水反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)气体丙与金属镁反应的产物是　　　　(用化学式表示)。 ‎ ‎(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O,请设计实验方案验证之　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(已知:Cu2O+2H+ Cu+Cu2++H2O)‎ ‎(5)甲与乙之间　　　　(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2,判断理由是　 。 ‎ 氧化还原反应方程式的配平及相关计算 ‎1.(2014上海单科,16,3分)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg,则(　　)‎ A.被氧化的砒霜为1.98 mg B.分解产生的氢气为0.672 mL C.和砒霜反应的锌为3.90 mg D.转移的电子总数为6×10-5NA ‎2.(2012上海单科,20,4分)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.SO2既是氧化产物又是还原产物 B.CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化 C.每生成1 mol Cu2S,有4 mol硫被氧化 D.每转移1.2 mol电子,有0.2 mol硫被氧化 ‎3.(2014课标Ⅰ,27,15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:‎ ‎(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。‎ ‎①H3PO2中,P元素的化合价为　　　　。 ‎ ‎②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为　　　　(填化学式)。 ‎ ‎③NaH2PO2为　　　　(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显　　　　(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。 ‎ ‎(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):‎ ‎①写出阳极的电极反应式　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②分析产品室可得到H3PO2的原因 ‎ ‎③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:‎ 将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有　　　　杂质,该杂质产生的原因是　　　　　　　　。 ‎ ‎4.(2014北京理综,27,12分)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。‎ ‎(1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。‎ ‎①气体a的成分是　　　　　　　　。 ‎ ‎②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O2 1　　　　+3　　　　。 ‎ ‎ (2)将气体a通入测硫装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。‎ ‎①H2O2氧化SO2的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。‎ ‎①气体a通过B和C的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎5.(2013福建理综,24,14分)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。‎ ‎(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。‎ ‎①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的　　　(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的S,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。 ‎ ‎②该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有　　　　(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:‎ ‎　　　　+24NaClO3+12H2SO4 ClO2↑+CO2↑+18H2O+　　　　 ‎ ‎(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的　　　　倍。 ‎ 题组一　氧化还原反应的概念 ‎1.B　CH2CH2+HCl CH3CH2Cl是加成反应,A项错误;Zn+Cu2+ Zn2++Cu中单质Zn被氧化,C项错误;D项两个反应中水既不是氧化剂也不是还原剂,D项错误。‎ ‎2.B　没有给出氢气燃烧对应的反应环境及生成物的状态,所以放出的热量不一定是燃烧热,A项错误;同系物结构相似,即必须是同类物质,但该项所给物质一个是苯酚,一个是苯甲醇,C项错误;BaSO4水溶液不易导电的原因是BaSO4溶解度小,水溶液中离子浓度小,但BaSO4是强电解质,D项错误。‎ ‎3.D　NH4Cl与Ca(OH)2制取NH3的反应为复分解反应,不是氧化还原反应。‎ ‎4.C　A项,在水溶液中,NaHSO4 Na++H++S,故NaHSO4水溶液显酸性;B项,SiO2能与NaOH等强碱溶液反应,也能与氢氟酸反应;C项,3NO2+H2O 2HNO3+NO,该反应属于氧化还原反应;D项,Fe与足量Cl2反应只生成FeCl3。‎ ‎5.B　根据得失电子守恒解答。锌粉的物质的量为0.003 mol,完全反应后失电子0.006 mol,若M的化合价由+5变为x,则(5-x)×0.020 ‎0 L×0.100 mol·L-1=0.006 mol,可得x=+2。‎ 题组二　氧化还原反应的规律 ‎1.D　A项,可设溶液为‎1 L,n(Cl-)=11 mol,n(ClO-)=1 mol,则反应中n(得电子)=11 mol,生成1 mol ClO-时只失电子1 mol,故应生成2 mol Cl(失电子10 mol),即=,A正确。由KCl、KClO、KClO3中n(Cl)=n(K)=n(KOH)=a mol可推知n(Cl2)= mol,B正确。Cl2通入KOH溶液中,可发生,当n(KOH)=a mol 时,转移电子的物质的量范围:a mol(只发生反应①)≤≤a mol(只发生反应②),C正确。若只发生反应②,KClO3可达最大理论产量 mol,D错误。‎ ‎2.B　由图可知,A项正确;图中b、c两点对应的温度不同,故NaHSO3的反应速率也不同,B项错误;a点NaHSO3的反应速率为v===5.0×10-5(mol·L-1·s-1),C项正确;由题干信息可知,温度高于‎40 ℃‎时不宜用淀粉作指示剂,D项正确。‎ ‎3.答案　(1)使硫粉易于分散到溶液中 ‎(2)冷凝管　冷凝回流 ‎(3)Na2SO4　取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4‎ ‎(4)S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O ‎(5)由无色变蓝色 ‎(6)18.10　×100%‎ ‎(7)S2+4Cl2+5H2O 2S+8Cl-+10H+‎ 解析　(1)硫粉难溶于水,反应前用乙醇润湿硫粉,可使硫粉易于分散到溶液中,从而增大硫粉与Na2SO3溶液的接触面积,有利于反应进行。(2)仪器a是球形冷凝管,其作用是冷凝回流。(3)Na2SO3可被空气中的O2氧化生成Na2SO4,可用BaCl2和稀盐酸检验Na2SO4是否存在,具体操作见答案。(4)产品发黄是因为含杂质硫,生成硫的离子方程式为S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O。(5)终点时,S2消耗完全,I2与淀粉作用,溶液由无色变为蓝色。(6)消耗标准溶液的体积为18.10 mL-0.00 mL=18.10 mL。产品的纯度=×100%=×100%。(7)根据题给信息,结合质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒,可写出Cl2氧化S2的离子方程式为S2+4Cl2+5H2O 2S+8Cl-+10H+。‎ ‎4.答案　(1)AlH3　H····H ‎(2)AlH3+3H2O Al(OH)3↓+3H2↑‎ ‎(3)Mg3N2‎ ‎(4)2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O 取样后加稀H2SO4,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O。反之则无Cu2O ‎(5)可能　AlH3中的氢化合价为-1价,NH3中的氢为+1价,因而有可能发生氧化还原反应生成氢气 解析　由甲加热可产生金属单质和H2,可判断甲为氢化物,又因甲与水反应生成的白色沉淀可溶于NaOH溶液及根据质量关系可推出甲为AlH3。丙的摩尔质量为‎1.25 g·L-1×‎22.4 L·mol-1=‎28 g·mol-1,中学中常见的摩尔质量为‎28 g·mol-1 的物质有N2、CO、C2H4等,又因丙为单质,则丙为N2,乙为NH3。‎ 题组三　氧化还原反应方程式的配平及相关计算 ‎1.C　由题意可写出如下化学反应方程式:‎ As2O3+6Zn+12HCl 2As+3H2↑+6ZnCl2+3H2O ‎　　　 6　　　　　　　2‎ ‎　　　 n(Zn)　　　 mol=2×10-5 mol n(Zn)=×2×10-5 mol=6×10-5 mol,m(Zn)=6×10-5 mol×‎65 g/mol=3.90×10‎-3 g=3.90 mg,转移的电子总数为1.2×10-4NA,故C正确,D错误;在反应中砒霜被还原,A错误;B项,没有指明H2所处状况,体积不一定是0.672 mL。‎ ‎2.AD　反应中电子的转移情况为:‎ B项,CuFeS2中铜元素被还原,硫元素被氧化;C项,每生成1 mol Cu2S,有1 mol硫被氧化。‎ ‎3.答案　(1)H3PO2 H2P+H+‎ ‎(2)①+1　②H3PO4　③正盐　弱碱性 ‎(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3↑‎ ‎(4)①2H2O-4e- O2↑+4H+‎ ‎②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2P穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2‎ ‎③P　H2P或H3PO2被氧化 解析　(1)H3PO2为一元中强酸,其电离方程式为H3PO2 H++H2P。(2)①在化合物中,各元素正、负化合价的代数和为零,故H3PO2中P元素化合价为+1价。②设氧化产物中P元素的化合价为+x价,依题意并根据得失电子守恒有4×[(+1)-0]=1×[+x-(+1)],解得x=5,故氧化产物为H3PO4。③因H3PO2为一元酸,故NaH2PO2为正盐;H3PO2为中强酸,故NaH2PO2溶液呈弱碱性。(3)根据得失电子守恒及原子守恒,可写出P4与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3↑。(4)①由题给装置可知阳极反应式为2H2O-4e- 4H++O2↑。②阳极生成的H+穿过阳膜扩散至产品室,与从原料室穿过阴膜扩散至产品室的H2P反应生成H3PO2。③若取消阳膜,合并阳极室和产品室,阳极生成的O2可将H3PO2或原料室扩散来的H2P氧化,造成产品中混入P杂质。‎ ‎4.答案　(1)①O2、SO2、CO2　②Fe3O4　SO2‎ ‎(2)①H2O2+SO2 H2SO4　②‎ ‎(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ‎②吸收CO2前、后吸收瓶的质量 解析　(1)①钢样在O2中灼烧,所得气体a的成分是SO2、CO2和过量的O2。②依据质量守恒定律及得失电子守恒,可写出反应方程式:3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。(2)①H2O2氧化SO2的化学方程式为SO2+H2O2 H2SO4。②钢样中m(S)=yz g,故钢样中硫的质量分数为。(3)①气体a通过B、C时,SO2被氧化为SO3并被浓H2SO4吸收,排除了SO2对CO2测定的干扰。②测定CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量,就可得出灼烧生成CO2的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。‎ ‎5.答案　(14分)(1)①BaCl2　BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量C时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)‎ ‎②H2、Cl2　2NaClO3+4HCl 2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O ‎(2)‎1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4 24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4‎ ‎(3)2.5‎ 解析　(1)①除去粗盐水中的S应加入Ba2+,为了不引入新杂质,应加入BaCl2。‎ ‎②电解槽中产生了H2,与补充的Cl2及二氧化氯发生器中产生的Cl2在合成塔中反应生成HCl。二氧化氯发生器中NaClO3作氧化剂被还原为ClO2,HCl作还原剂被氧化为Cl2。‎ ‎(3)O2~ ~5e-　~2~2e-‎ 由得失电子守恒可得:‎ ‎5×n(ClO2)=2×n(Cl2)‎ ‎==2.5。‎