1、高考化学冲刺专题综合练习 专题02 氧化还原反应原理综合应用专题02 氧化还原反应原理综合应用1（14分）据中国地震台网测定，3月30日在贵州省黔东南苗族侗族自治州发生5.5级地震，据了解，这已经是贵州这个月以来发生的第三次地震。饮用水安全在灾后重建中占有极为重要的地位，为防止灾后疫病使用了大量的各种消毒液，如NaClO溶液，为防止灾后疫病使用了大量的各种消毒液，如NaClO溶液，某学习小组对消毒液次氯酸钠(NaClO)的制备与性质进行研究。（1）下面是某同学从超市购买的某品牌消毒液包装说明查询到的部分内容：主要有效成分为次氯酸钠，有效氯含量8 000 10 000 mg/L。可用于各类家居用
2、品、餐具、棉织衣物等的消毒，对彩色织物可能有褪色作用。本品须密封，置阴凉暗处保存。据此分析：室温时，他测得该消毒液(NaClO)的pH_7(填“”、“=”或“”)，其原因为（用离子方程式表示）_。该消毒液还具有的化学性质有_（填序号）A强氧化性 B强还原性 C不稳定性 D漂白性从该消毒液的保存要求分析，导致其失效的主要原因是（用化学方程式表示）_。日常生活中也常用明矾作净水剂，用离子方程式表示其净水原理_。（2）该学习小组同学用石墨和饱和食盐水设计了如图所示的装置，进行消毒液( NaClO 溶液）制备，通电时，电解饱和食盐水的化学方程式为_；为使生成的Cl2完全被吸收，则电源的a极应为_极（填
3、“正”或“负”），溶液中生成NaClO的离子方程式为_。【答案】（1）；ClO-+H2O HClO+OH-；A、D；2NaClO+H2O+CO2Na2CO3+2HClO；Al3+3H2OAl（OH）3+3H+；（2）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2；负；Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O；【解析】试题分析：（1）次氯酸根离子水解导致次氯酸钠溶液显示碱性；在消毒液中，次氯酸钠具有氧化性，还具有漂白性；次氯酸的酸性小于碳酸，根据强酸制取弱酸知，次氯酸钠易和二氧化碳、水反应生成次氯酸，2NaClO+H2O+CO2Na2CO3+2HClO，次氯酸不稳定，易分解，所以次氯酸钠易失效，
4、2NaClO+H2O+CO2Na2CO3+2HClO。明矾在水溶液中可电离出Al3+，水解生成的氢氧化铝胶状物可吸附水中的悬浮杂质，起到净水目的。（2）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2；为使生成的Cl2完全被吸收，则氢氧化钠和氯气的接触面积要大且接触时间要长，则在连接b的电极上生成氯气，连接a的电极上生成氢气，所以a是负极；氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。考点：含氯化合物的性质，明矾净水原理，电解知识2(18分）浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少
5、量的气体单质X、化合物M和无色液体，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构。2molM加热分解生成lmol X和2mol无色气体Y，Y遇到空气呈现红棕色。（1）镁与气体X反应产物的电子式为 _。（2）浓硝酸和浓盐酸反应的化学方程式为 _。（3）化合物M水解生成两种酸，为非氧化还原反应，该反应的化学方程式为_。石油铁储罐久置未清洗易引发火灾，经分析研究，事故由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1:3反应生成的黑色物质丙自燃引起。某研究小组将一定量的丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，乙在标准状况下的密度为1.5179g/L，过滤后向滤液（假设乙全部
6、逸出）中加人足量的NaOH溶液， 先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g，已知气体乙可溶于水。请回答下列问题：（1）甲的化学式为_。（2）写出丙中非金属元素的离子结构示意图_。（3）丙在盐酸中反应的化学方程式：_。(离子方程式表示）（4）请设计合理的实验方案验证不同温度对丙与盐酸反应速率的影响（5）为消除火灾隐患，下列措施可行的是 _。A石油入罐前脱硫 B定期用酸清洗罐体C罐体内壁涂刷油漆 D罐体中充入氮气【答案】.（1）；（2）HNO33HCl=Cl2NOCl2H2O；（3）NOClH2O=HNO2HCl.（1）Fe2O3；（2）；（3）Fe2S34H=2
7、H2SS2Fe2；（4）将盛有等浓度、等体积盐酸的两个反应器置于不同温度的水浴中，加入等量的Fe2S3，观察黑色物质消失的快慢；（5）AD。【解析】试题分析：.Y遇到空气呈现红棕色，说明Y是NO，M中有N和O，根据问题（3）化合物M能水解生成两种酸，说明还含有Cl，根据2molM加热分解生成1molX和2molNO，且X为气态单质，得出：X：Cl2， M：NOCl，（1）镁和氯气反应生成氯化镁，其电子式： ，（2）根据上述分析，X为Cl2，M为NOCl，无色液体为H2O，则反应方程式：HNO33HCl=Cl2NOCl2H2O；（3）M所有的原子都满足8电子稳定结构，M的结构式：O=NCl，其中
8、氧的非金属性大于氮的，电子对偏向氧，氧显-2价，氮显+2价，氯的非金属性强于氮，电子对偏向氯，氯显-1价，氮显+1价，氮共显+3价，发生水解且非氧化还原应，发生的反应方程式：NOClH2O=HNO2HCl；乙在标准状况下的密度：1.5179gL1，根据M=22.4标，气体乙的摩尔质量M=22.41.5179=34g/mol，且乙是氢化物，则乙：H2S，滤液中投入足量的氢氧化钠溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，灼烧后的固体是Fe2O3且质量为24g，说明丙中含有Fe，淡黄色沉淀是S且质量4.8g，丙中含硫，设丙为FexSy，FexSy2xHCl=xH2S(yx)SxFeCl2，根据铁元
9、素守恒，n(Fe2+)=242/160=0.3mol，根据反应方程式（y-x）/0.15=x/0.3，解得x/y=2/3，即丙为Fe2S3，从而推的该氧化物为铁的氧化物，设氧化物为FexOy，根据按1：3投入生成Fe2S3，反应方程式为：FexOy3H2SFe2S3H2O，根据原子守恒，水的系数为3，根据元素守恒，铁的氧化物为Fe2O3，（1）甲的化学式根据以上分析为Fe2O3；（2）丙中的非金属是硫，原子序数是16，位于第三周期A族，原子结构示意图：；（3）分析过程中丙在浓盐酸中的反应方程式：Fe2S34H=2H2SS2Fe2；（4）因为验证不同温度对实验的影响，所以要求所加的盐酸的体积浓度
10、要想灯，以及步Fe2S3的质量也要相等，步骤是：将盛有等浓度、等体积盐酸的两个反应器置于不同温度的水浴中，加入等量的Fe2S3，观察黑色物质消失的快慢；（5）A、根据信息事故由于溶于石油中的H2S引起的，则入罐前脱硫是消除火灾隐患的，正确；B、定期用酸清洗罐体，铁的氧化物和酸发生反应，对罐体产生破坏，错误；C、根据相似相溶，油漆会溶于石油，不能杜绝隐患，错误；D、充入氮气，避免了氧气的进入，不能使Fe2S3自燃，正确，因此选项AD正确。考点：考查物质的推断、电子式的书写、化学反应方程式的书写等知识。3（14分）汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义
11、。（1）氧化一还原法消除NOx的转化如下：反应I为NO +O3=NO2+O2，生成标准状况下11.2 L O2时，转移电子的物质的量是 mol。反应中，当n( NO2)：nCO(NH2)2=3：2时，氧化产物与还原产物的质量比为_（2）使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx，转化过程中发生反应的化学方程式为CO+ NOx N2 +CO2（未配平），若x=1.5，则化学方程式中CO2和N2的化学计量数比为 。（3）吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）。装置中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3、NO2，请写出生成等物质的量的NO
12、3和NO2时的离子方程式 .（4）装置的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生，再生时生成的Ce4+在电解槽的 （填“阳极”或“阴极”），同时在另一极生成S2O42一的电极反应式为 。（5）已知进入装置的溶液中，NO2的浓度为agL1，要使1m3该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3，至少需向装置中通人标准状况下的氧气 L（用含a代数式表示，结果保留整数）。【答案】（1）1（1分），4:3（2分）；（2）3:1（2分）；（3）2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H+4Ce3+（2分）；（4）阳极（2分），2H+2HSO3-+2e-=S2O42-+2H2O（2分）；（5
13、）NO2-的浓度为ag/L，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：.设消耗标况下氧气的体积是V，则得电子数目是：V22.42（2-0）.根据电子守恒解得V=243a.【解析】试题分析：（1）在反应NO +O3=NO2+O2中，每产生1mol 的氧气，转移电子的物质的量是2mol，现在生成标准状况下11.2 L O2时，n(O2)=0.5mol，所以转移电子的物质的量是1mol。反应中，当n( NO2)：nCO(NH2)2=3：2时，反应方程式是：6NO2+4 CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O，在该反应中，NO2是氧化剂，变为还原产物N2；CO(NH2
14、)2是还原剂，变为氧化产物N2，所以氧化产物与还原产物的质量比为8：6=4:3（2）使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx，转化过程中发生反应的化学方程式为CO+ NOx N2 +CO2（未配平），若x=1.5，则根据电子守恒及原子守恒，可得方程式：3CO+2 NOx N2 +3CO2，化学方程式中CO2和N2的化学计量数比,3:1；（3）在酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3、NO2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得生成等物质的量的NO3和NO2时的离子方程式是2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H+4Ce3+；（4）用质子交换膜电解槽电解Ce3+使得
15、Ce4+再生，再生时Ce3+失去电子，被氧化，所以生成的Ce4+在电解槽的阳极，同时在另一极发生还原反应生成S2O42一，反应的电极反应式为2H+2HSO3-+2e-=S2O42-+2H2O；（5）在进入装置的溶液中，NO2的浓度为agL1，要使1m3该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3，NO2-的浓度为ag/L，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：.设消耗标况下氧气的体积是V，设消耗标况下氧气的体积是V，则得电子数目是：V22.42（2-0）.根据电子守恒= V22.42（2-0）。解得V=243a.考点：考查氧化还原反应方程式、离子方程式的书写、计算及电
16、解原理的应用的知识。4(14分) 已知向含有淀粉的 酸性溶液滴加溶液的过程中，溶液的颜色先变蓝色，然后褪色，发生的离子反应如下：（ ）( )=( )( )( )( )回答下列问题：（1）写出反应的离子反应方程式 .（2）根据反应写出还原性粒子由强到弱的顺序 .（3）溶液刚好褪色时，则消耗的溶液的体积为 .（4）预测已知向含有淀粉的溶液滴加溶液的现象 .在密闭容器中，将碳酸氢钠和过氧化钠的混合粉未加热至250，使其充分反应最后测得残余固体中两种化合物的组成分别为和，且试回答下列问题（1）反应后中固体的成份及其物质的量是： .（2）原混合物中碳酸氢钠和过氧化钠的物质的量分别为： .（3）反应后容器
17、气态物质成分及其物质的量是： .【答案】（14分）：2IO3-+5HSO3-=I2+5SO42-+H2O+3H HSO3-II220ml 一段时间无现象，后变蓝色：（1）Na2CO3 :amol,NaOH:bmol （2）NaHCO3 :amol,Na2O2(a+b)/2（3）O2：(a+b)/4; H2O(g):(a-b)/2mol【解析】试题分析：反应碘元素化合价由+5价降低到0价，被还原，IO3-为氧化剂，S元素化合价由+4价升高到+6价，被氧化，HSO3-为还原剂，根据化合价升降相等及原子守恒配平反应，离子方程式为2IO3-+5HSO3-=I2+5SO42-+H2O+3H ；由反应可知
18、还原性HSO3-I2，由反应可知还原性HSO3-I，而还原性II2，则有HSO3-II2。n(KIO3)=0.01L0.2mol/L=0.002mol,由方程式可知关系式为KIO3 3NaHSO3 ,需要0.006molNaHSO3反应，则溶液体积为0.006/0.3=0.02L=20ml。由反应的方程式可以看出向含有淀粉的NaHSO3 溶液滴加KIO3 溶液，先发生3H2O+2IO3-+6HSO3-=2I+6SO42-+6H，然后发生6H+IO3-+5I-=3I2+3H2O,可观察到开始一段时间无现象，后变蓝色。、加入碳酸氢钠和过氧化钠的混合物，碳酸氢钠首先分解，生成的CO2 与过氧化钠反应
19、生成碳酸钠和氧气，CO2 消耗完以后，生成的水才和Na2O2 反应生成氢氧化钠和氧气，涉及的化学方程式有：2NaHCO3Na2CO3 +H2O+CO2，2CO2 +2Na2O22Na2CO3 +O2，2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2，当过氧化钠不足，反应没有完全，容器中的固体成分为碳酸钠；当反应恰好完全，反应未进行时，容器中的固体成分仍为碳酸钠；当反应完全未反应完全时，容器中的固体成分为碳酸钠和氢氧化钠；当反应完全时，容器中的固体成分仍为碳酸钠和氢氧化钠。（1）充分反应最后测得残余固体中两种化合物的组成分别为amol和bmol，且ab，所以反应后固体的成份是Na2CO3 有amol,N
20、aOH有bmol；（2）根据化学反应2NaHCO3Na2CO3 +H2O+CO2，2CO2 +2Na2O22Na2CO3 +O2，2+得：4NaHCO3+2Na2O24Na2CO3 +O2+2H2O，所以生成amolNa2CO3时消耗amolNaHCO3,消耗a/2molNa2O2，根据2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2，生成bmolNaOH，消耗Na2O2 b/2mol,原混合物中碳酸氢钠的物质的量为amol，过氧化钠的物质的量Na2O2(a+b)/2mol。（3）根据4NaHCO3+2Na2O24Na2CO3 +O2+2H2O，2H2O+2Na2O2 4NaOH+O2a a/4 a/
21、2 b/2 b b/4所以反应后容器内O2的物质的量为(a+b)/4mol; H2O(g)的物质的量为（a-b)/2mol。考点：考查氧化还原反应，离子方程式的书写，过氧化钠、碳酸盐的化学性质等知识。5（15分）在生产生活中，卤族元素（F、Cl、Br、I）的单质及化合物用途广泛。（1）溴元素在周期表中的位置为 。（2）下列说法中正确的是 。ACCl4和XeF2分子中各原子最外层均满足8e-结构BCl2O5和Cl2O7都是酸性氧化物C氟非金属性强于氯，故氢氟酸的酸性强于盐酸DF、Cl、Br、I等离子的还原性逐渐增强（3）已知：HCl的沸点是85.0，HF的沸点是19.5。HF的电子式为 ；从HF
22、、HCl混合气体中分离出HF的方法是 。（4）向NaClO浓溶液中加入Al2(SO4)3浓溶液，迅速生成大量白色沉淀，同时有无色气体产生。生成白色沉淀的离子方程式为 。无色气体的成分为 。（5）潮湿的氯气与碳酸钠粉末反应可用于制取氯的最低价氧化物，反应还同时生成两种盐，该反应的化学方程式为 。（6）已知：还原性HSO3I，氧化性IO3 I2，在下图中画出向含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液的过程中，析出I2的物质的量与KIO3的物质的量之间关系的曲线。【答案】（15分）（1）第四周期第A族（2分）（2）BD（2分）（3）（2分）冷凝（2分）（4）3ClO-+Al3+3H2O
23、=3HClO+Al(OH)3（2分）O2、HCl（2分）（5）2Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaHCO3+2NaCl（2分）（6）（2分）【解析】试题分析：（1）溴元素在第四周期第A族。（2）A.CCl4中碳和氯原子最外层满足8电子，XeF2分子中Xe最外层不是8e-结构，不选；B.Cl2O5对应的酸是氯酸，Cl2O7对应的是高氯酸，二者都是酸性氧化物，正确；C.氟非金属性强于氯，但氢氟酸的酸性弱于盐酸，错误；D.F、Cl、Br、I等离子的还原性逐渐增强，正确。所以选BD。（3）氟化氢中氟原子和氢原子之间形成一对共用电子，所以电子式为：；因为二者的沸点差距较大，所以可以用冷凝的方
24、法，氯化氢变成液体，从而得到氟化氢气体。（4）NaClO浓溶液中加入Al2(SO4)3溶液，发生双水解生成氢氧化铝白色沉淀和次氯酸，次氯酸会分解成氧气和盐酸，所以离子方程式为：3ClO-+Al3+3H2O=3HClO+Al(OH)3，次氯酸分解生成O2、HCl。（5）氯的最低价氧化物为一氧化二氯，氯元素化合价升高，所以有氯元素化合价降低到氯化钠，同时还有碳酸氢钠生成，所以方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaHCO3+2NaCl。（6）向亚硫酸氢钠中滴加碘酸钾，发生反应为：3HSO3-+IO3-=3SO42-+I-+3H+，当亚硫酸氢根消耗完，再滴加碘酸钾，又发生反应为：IO
25、3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，所以一段时间后才有碘单质生成。考点：卤素的单质和化合物的性质6（16分)氮及其化合物在化学实验中有广泛应用：（1）请写出实验室用Cu和稀硝酸反应制备NO的离子方程式： ；（2）请设计实验，检验某可溶性固体物质中含有NH4+的操作、现象、结论： ；（3）实验室可用(NH4)2Cr2O7受热分解产生N2、Cr2O3和H2O来制备N2，请写出该分解反应的化学方程式： ；（4）有人发现重铬酸铵分解产物不仅含N2、Cr2O3和H2O，还含有NH3和O2，并指出伴随有显著的副反应发生：2(NH4)2Cr2O72Cr2O3+4NH3+2H2O+3O2；设计如下图所示实
26、验装置，并通过实验方法验证了NH3和O2的存在(忽略空气中O2的干扰)。限选试剂：Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeSO4溶液；限选仪器：试管、玻璃导管、漏斗、烧杯、胶头滴管图中试管口玻璃纤维的作用是 ；根据实验目的，选择一种试剂和最佳的仪器补全该实验装置（在方框中画图并标注所选试剂）；写出该法验证NH3和O2存在的实验原理的化学方程式： 。【答案】（1）3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O（2分）； （2）取少量待测固体(或先配制成浓溶液亦可)于试管中，加入过量浓的NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，产生无色有刺激性气味的气体，且试纸变蓝，则原溶液含有NH4
27、+；（4分）；（3）(NH4)2Cr2O7Cr2O3N24H2O（2分）；（4）缓冲气流，防止固体被气流带进入导管，堵塞导管（2分） 如图所示（试剂和仪器各1分，共2分）2NH32H2OFeSO4Fe(OH)2(NH4)2SO4、4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3 (4分，每个反应2分，或总的反应：8NH310H2O4FeSO4O24Fe(OH)3 4(NH4)2SO4也同样给4分)。【解析】试题分析：（1）Cu和稀硝酸反应制备NO的离子方程式为：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O。（2）NH4+的检验通常是加强碱将其转化为NH3，再检验NH3，具体操作为：取少量待
28、测固体(或先配制成浓溶液亦可)于试管中，加入过量浓的NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，产生无色有刺激性气味的气体，且试纸变蓝，则原溶液含有NH4+。（3）(NH4)2Cr2O7受热分解产生N2、Cr2O3和H2O ，知道了反应物和生成物，则化学方程式为：(NH4)2Cr2O7Cr2O3N24H2O。（4）加热时固体物质可能下来堵塞导管，在气体检验时气体的流速均匀有利于实验的操作，故试管口玻璃纤维的作用是：缓冲气流，防止固体被气流带进入导管，堵塞导管。要检验NH3和O2根据所提供的试剂最好选FeSO4溶液，实验现象明显，NH3溶于水使的溶液显碱性，碱性溶液中FeSO4会生成Fe
29、(OH)2，Fe(OH)2溶液被O2氧化生成红褐色的Fe(OH)3，有气体反应为了防止溶液倒吸，需要采取防倒吸的装置，则装置为：根据上述分析NH3和O2与FeSO4反应的化学方程式为：2NH32H2OFeSO4Fe(OH)2(NH4)2SO4；4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3考点：化学方程式的书写、物质的检验试剂的选择、实验装置的绘制。7（6分）下列反应原理可以用于检查司机是否酒后开车。K2Cr2O7+C2H5OH+H2SO4Cr2（SO4）3+CH3COOH+K2SO4+（1）在反应中，氧化剂是 。如果在反应中生成1molCr3+，转移电子数为 。（用NA表示阿伏加德罗常数）（2
30、）写出上述化学方程式所缺项（填化学式） 。（3）乙醇（C2H5OH）和乙醚（CH3CH2OCH2CH3）的沸点分别是785、345，分离二者混合物的方法是 ，乙醇比乙醚的沸点高的原因是 。【答案】（1）K2Cr2O7 （1分） 3NA （1分） （2）H2O （1分）（3）蒸馏（1分）乙醇分子间有氢键（2分）【解析】试题分析：（1）从反应的物质来看K2Cr2O7 中的Cr元素的化合价降低，C2H5OH中C元素的化合价升高，所以K2Cr2O7 是氧化剂，Cr元素从+6价变为+3价，一个Cr原子反应转移的电子为3e，故有一个Cr3+生成时转移的电子为3e，生成1molCr3+，转移电子3mol，个数为 3NA 。（2）根据质量守恒，另外的产物是H
