1、备战高考化学知识点过关培优训练氧化还原反应含答案2020-2021备战高考化学知识点过关培优训练氧化还原反应含答案一、高中化学氧化还原反应1叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体，是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水，微溶于乙醇，水溶液呈弱碱性，能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(tBuNO2，以tBu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。(1)制备亚硝酸叔丁酯取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合，发生反应H2SO42NaNO2=2HNO2Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(tBuOH)在40左右制备亚硝酸叔丁酯，试写出该反应的化
2、学方程式：_。(2)制备叠氮化钠(NaN3)按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应，反应的化学方程式为：tBuNO2NaOHN2H4=NaN32H2OtBuOH。装置a的名称是_；该反应需控制温度在65，采用的实验措施是_；反应后溶液在0下冷却至有大量晶体析出后过滤。所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是_。(3)产率计算称取2.0g叠氮化钠试样，配成100mL溶液，并量取10.00mL溶液于锥形瓶中。用滴定管加入0.10molL1六硝酸铈铵(NH4)2Ce(NO3)6溶液40.00mL(假设杂质均不参与反应)。充分反应后将溶液稀释并酸化，滴入2滴邻菲罗啉指
3、示液，并用0.10molL1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2为标准液，滴定过量的Ce4，终点时消耗标准溶液20.00mL(滴定原理：Ce4Fe2=Ce3Fe3)。已知六硝酸铈铵(NH4)2Ce(NO3)6与叠氮化钠反应生成硝酸铵、硝酸钠、氮气以及Ce(NO3)3，试写出该反应的化学方程式_；计算叠氮化钠的质量分数为_(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确，滴定到终点后，下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是_(填字母)。A锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗B滴加六硝酸铈铵溶液时，滴加前仰视读数，滴加后俯视读数C滴加硫酸亚铁铵标准溶液时，开始时尖嘴处无气泡，结束时出现气泡D滴定过
4、程中，将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内(4)叠氮化钠有毒，可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁，反应后溶液碱性明显增强，且产生无色无味的无毒气体，试写出反应的离子方程式：_【答案】tBuOHHNO2tBuNO2H2O 恒压滴液漏斗(滴液漏斗) 水浴加热 降低叠氮化钠的溶解度，防止产物损失 2(NH4)2Ce(NO3)62NaN3=4NH4NO32Ce(NO3)32NaNO33N2 65% AC ClO2N3-H2O=Cl2OH3N2 【解析】【分析】【详解】(1)制备亚硝酸叔丁酯的反应物有亚硝酸和叔丁醇，反应类型属于有机的酯化反应，所以方程式为：；(2) 装置a
5、的名称即为恒压滴液漏斗；反应要控制温度在65，参考苯的硝化实验，该反应加热时，应当采用水浴加热；题干中提到了叠氮酸钠易溶于水，而微溶于乙醇；因此，洗涤产品时，为了减少洗涤过程中产品的损耗，应当用无水乙醇洗涤；(3)通过题干提示的反应产物分析，可知反应过程中Ce4+和中的元素发生了变价，所以反应的方程式为：；在计算叠氮化钠的含量时，一定要注意叠氮酸钠溶液配制完成后只取了与过量的六硝酸铈铵反应，再用Fe2+去滴定未反应完的正四价的Ce，因此有：，考虑到Fe2+与Ce4+的反应按照1:1进行，所以2.0g叠氮化钠样品中叠氮化钠的物质的量为：，所以叠氮化钠样品的质量分数为：；A润洗锥形瓶，会使步骤消耗
6、的六硝酸铈铵的量增加，通过分析可知，会使最终计算的质量分数偏大，A项正确；B量取40mL六硝酸铈铵溶液时若前仰后俯，则会量取比40ml更多的六硝酸铈铵溶液，那么步骤会需要加入更多的Fe2+来消耗叠氮酸钠未消耗掉的Ce4+，通过分析可知，最终会导致计算的质量分数偏低，B项错误；C步骤用Fe2+标定未反应的Ce4+，若开始尖嘴无气泡，结束后出现气泡，则记录的Fe2+消耗量比实际的偏小，通过分析可知，最终会使质量分数偏大，C正确；D将挂在锥形瓶壁上的 Fe2+溶液冲入锥形瓶，相当于让溶液混合更均匀，这样做会使结果更准确，D项不符合；答案选AC；(4)反应后溶液碱性增强，所以推测生成了OH-；产生的无
7、色无味无毒气体，推测只能是氮气，所以离子方程式为：。【点睛】滴定计算类的题目，最常考察的形式之一是配制完待测样品溶液后，只取一部分进行滴定，在做计算时不要忘记乘以相应的系数；此外，常考察的形式也有：用待测物A与过量的B反应，再用C标定未反应的B，在做计算时，要注意A与C一同消耗的B。2过硫酸钠(Na2S2O8)具有极强的氧化性，且不稳定，某化学兴趣小组探究过硫酸钠的相关性质，实验如下。已知SO3是无色易挥发的固体，熔点16.8，沸点44.8。（1）稳定性探究(装置如图)：分解原理：2Na2S2O82Na2SO42SO3O2。此装置有明显错误之处，请改正：_，水槽冰水浴的目的是_；带火星的木条的
8、现象_。（2）过硫酸钠在酸性环境下，在Ag的催化作用下可以把Mn2氧化为紫红色的离子，所得溶液加入BaCl2可以产生白色沉淀，该反应的离子方程式为_，该反应的氧化剂是_，氧化产物是_。（3）向上述溶液中加入足量的BaCl2，过滤后对沉淀进行洗涤的操作是_。（4）可用H2C2O4溶液滴定产生的紫红色离子，取20mL待测液，消耗0.1molL1的H2C2O4溶液30mL，则上述溶液中紫红色离子的浓度为_molL1，若Na2S2O8有剩余，则测得的紫红色离子浓度将_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。【答案】试管口应该略向下倾斜 冷却并收集SO3 木条复燃 2Mn25S2O8H2O2MnO10SO16
9、H S2O MnO 用玻璃棒引流，向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，使蒸馏水自然流下，重复操作23次(合理即可) 0.06 偏高 【解析】【分析】(1)在试管中加热固体时，试管口应略微向下倾斜；根据SO3、氧气的性质进行分析；(2)X为MnO4-，向所得溶液中加入BaCl2溶液可以产生白色沉淀，则产物中有SO42-，据此写出离子方程式，并根据氧化还原反应规律判断氧化剂、氧化产物；(3)根据沉淀洗涤的方法进行回答； (4)根据得失电子守恒可得到关系式：5H2C2O4-2MnO4-，带入数值进行计算；Na2S2O8也具有氧化性，氧化H2C2O4。【详解】(1)在试管中加热固体时，试管口应略微向下倾斜，S
10、O3的熔、沸点均在0以上，因此冰水浴有利于将SO3冷却为固体，便于收集SO3，由Na2S2O8的分解原理可知，生成物中有氧气，所以在导管出气口的带火星的木条会复燃，故答案为：试管口应该略向下倾斜；冷却并收集SO3；木条复燃；(2)X为MnO4-，向所得溶液中加入BaCl2溶液可以产生白色沉淀，则产物中有SO42-，则反应的离子方程式为2Mn25S2O8H2O2MnO10SO16H，根据该反应中元素化合价的变化可知，氧化剂是S2O82-，氧化产物是MnO4-，故答案为：2Mn25S2O8H2O2MnO10SO16H；S2O82-；MnO4-；(3)沉淀洗涤时，需要用玻璃棒引流，并且所加蒸馏水需要
11、没过沉淀，需要洗涤23次，故答案为：用玻璃棒引流，向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，使蒸馏水自然流下，重复操作23次(合理即可)；(4)根据得失电子守恒可得到关系式：则，Na2S2O8具有氧化性，消耗的H2C2O4溶液增多，导致测得的结果偏高，故答案为：0.06；偏高。3目前全世界的镍（Ni）消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产，也常用作催化剂。碱式碳酸镍的制备：工业用电解镍新液（主要含NiSO4，NiCl2等）制备碱式碳酸镍晶体xNiCO3yNi(OH)2zH2O，制备流程如图：（1）反应器中的一个重要反应为3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiC
12、O32Ni(OH)2+3Na2SO4+2X，X的化学式为_。（2）物料在反应器中反应时需要控制反应温度和pH值。分析如图，反应器中最适合的pH值为_。（3）检验碱式碳酸镍晶体洗涤干净的方法是_。测定碱式碳酸镍晶体的组成：为测定碱式碳酸镍晶体xNiCO3yNi(OH)2zH2O组成，某小组设计了如图实验方案及装置：资料卡片：碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO、CO2和H2O实验步骤：检查装置气密性；准确称量3.77g碱式碳酸镍晶体xNiCO3yNi(OH)2zH2O放在B装置中，连接仪器；打开弹簧夹a，鼓入一段时间空气，分别称量装置C、D、E的质量并记录；_；打开弹簧夹a缓缓鼓入一段时间空气
13、；分别准确称量装置C、D、E的质量并记录；根据数据进行计算（相关数据如下表）装置C/g装置D/g装置E/g加热前250.00190.00190.00加热后251.08190.44190.00实验分析及数据处理：（4）E装置的作用_。（5）补充的实验操作_。（6）通过计算得到碱式碳酸镍晶体的组成_（填化学式）。镍的制备：（7）写出制备Ni的化学方程式_。【答案】CO2 8.3 取最后一次洗涤液少许，加入HCl酸化的BaCl2溶液，若无沉淀产生，则证明沉淀已经洗涤干净 吸收空气中的H2O和CO2 关闭弹簧夹a，点燃酒精灯，观察到C中无气泡时，停止加热 NiCO32Ni(OH)24H2O 2NiCO
14、32Ni(OH)24H2O+3N2H4H2O=6Ni+3N2+2CO2+21H2O 【解析】【分析】(1)根据元素守恒分析判断 ；(2)使各种杂质相对最少的pH即为最适合的pH ；(3)反应后的滤液中含有硫酸钠，因此检验碱式碳酸镍晶体是否洗涤干净就是检验是否有硫酸根离子残留； (4)根据实验目的和各个装置的作用分析； (5)根据实验目的和前后操作步骤分析； (6)先计算生成水蒸气和CO2的质量，再根据质量守恒确定化学式；(7)氧化还原反应中电子有得，必有失，根据化合价变化确定生成物，进而配平方程式。【详解】(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO32Ni(
15、OH)2+3Na2SO4+2X，反应前Ni原子共3个、S原子共3个、O原子共23个、Na原子6个、C原子3个、H原子4个，反应后现有：Ni原子3个、S原子共3个、O原子共19个、Na原子6个、C原子1个、H原子4个，少O原子4个，C原子2个，而这些微粒包含在2个X分子中，所以X的化学式为CO2，故答案为：CO2 ；(2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件，根据图可知，在pH=8.3时，各种杂质相对最少，所以反应器中最适合的pH 8.3，故答案为：8.3 ；(3)反应后的滤液中含有硫酸钠，因此检验碱式碳酸镍晶体是否洗涤干净就是检验是否有硫酸根离子残留，故答案为：取最后一次洗涤液少许，加入HCl
16、酸化的BaCl2溶液，若无沉淀产生，则证明沉淀已经洗涤干净； (4)C装置用来吸收碱式碳酸镍晶体受热分解产生的H2O，D装置用来吸收碱式碳酸镍晶体受热分解产生的CO2，E装置可以防止空气中的H2O和CO2进入D装置中，影响实验数据的测定，故答案为：吸收空气中的H2O和CO2； (5)步骤反应前左侧通空气是为了排尽装置中原有的CO2和水蒸气，避免装置内的CO2和水蒸气造成数据干扰，排空气后，应该开始进行反应，因此步骤的操作为关闭弹簧夹a，点燃酒精灯，观察到C中无气泡时，说明固体分解完全，停止加热；步骤再打开弹簧夹a缓缓鼓入一段时间空气，将装置中残留的CO2和水蒸气全部赶入C、D装置，被完全吸收，
17、故答案为：关闭弹簧夹a，点燃酒精灯，观察到C中无气泡时，停止加热； (6)水的质量为251.08g250g=1.08g，CO2的质量为190.44g190g=0.44g，由于发生的是分解反应，所以生成的NiO的质量为3.77g1.08g0.44g=2.25g，则分解反应中水、二氧化碳和NiO的系数比(也就是分子个数比)为即：，xNiCO3yNi(OH)2zH2O.6H2O+CO2+3NiO，根据元素守恒可得可得x=1，y=2，z=4即xNiCO3yNi(OH)2zH2O中x:y:z的值1:2:4，故答案为：NiCO32Ni(OH)24H2O；(7)NiCO32Ni(OH)24H2O与N2H4H
18、2O反应生成Ni，Ni元素得电子，被还原，同时还生成气体X和Y，由第(1)问知X为CO2，氧化还原反应有得电子，必有失电子的物质，由此判断另一种气体为N2，根据得失电子守恒、元素守恒配平制备Ni的化学方程式，故答案为：2NiCO32Ni(OH)24H2O+3N2H4H2O=6Ni+3N2+2CO2+21H2O。4某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行了如下实验：（一）制取氧化铜往盛有一定量CuCl2溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液，直至不再产生沉淀，然后将烧杯中的物质转移到蒸发皿中，加热至沉淀全部变为黑色。将步骤所得的黑色沉淀过滤、洗涤，晾干后研细备用。（1）在实验过程中，
19、若未加入NaOH溶液，直接将CuCl2溶液转移到蒸发皿中加热，最后也能得到黑色沉淀，试分析其原因_。（2）写出检验步骤中沉淀是否洗涤干净的操作_。（二）为证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较，用下图装置进行实验，每次实验时均收集25ml气体，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验数据见下表：实验序号KClO3质量其他物质质量待测数据1.2g无其他物质a1.2gCuO 0.5gb1.2gMnO20.5gc（3）写出氯酸钾分解反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目_。（4）上述实验中的“待测数据”是指_。（5）图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组
20、装面成，此处用滴定管是_(填“酸式”或“碱式”)滴定管。（6）若实验证明氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差，请结合上表的实验效果数据，在坐标图中分别画出使用CuO、MnO2作催化剂时产生氧气的体积V(O2)随时间（t）变化的曲线（注明必要的标识）_。【答案】CuCl2溶液中存在水解平衡CuCl2 2H2OCu(OH)2 2HCl，加热时HCl逸出使平衡不断右移，同时得到的Cu(OH)2受热分解生成CuO 取23mL最后的洗涤液于试管中，滴入少量稀硝酸酸化，再滴入几滴硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净 收集25 mL气体所需的时间 碱式 【解析】【分析】【详解】（1）CuCl2是强酸
21、弱碱盐会发生水解，CuCl2溶液中存在水解平衡CuCl2 2H2OCu(OH)2 2HCl，水解吸热，加热时HCl逸出使平衡不断右移，同时得到的Cu(OH)2受热分解生成CuO。（2）如果没有洗涤干净则有NaCl杂质，检验是否有Cl即可确定是否洗净，具体操作是：取23mL最后的洗涤液于试管中，滴入少量稀硝酸酸化，再滴入几滴硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净。（3）用双线桥表示电子转移的方向和数目时，线桥要从反应物指向生成物的化合价发生改变的同种元素，在线桥上要注明反应的得失电子数目，用双线桥表示氯酸钾分解的电子转移的方向和数目为：。（4）要比较反应的快慢需要反应的时间，因此待测数据是：收
22、集25 mL气体所需的时间。（5）从图可以看出该滴定管没有活塞，所以是碱式滴定管。（6）反应测的是收集25 mL气体所需的时间，所以气体的体积要相等，氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差，所以用氧化铜做作催化剂所用的时间要多，产生氧气的体积V(O2)随时间（t）变化的曲线为：。5据报道，磷酸二氢钾(KH2PO4)大晶体已应用于我国研制的巨型激光器“神光二号”中。利用氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示(部分流程步骤已省略)：已知萃取的主要反应原理：KCl+H3PO4KH2PO4+HCl；其中，反应产生的HCl易溶于有机萃取剂。请回答下列问题：(1)流程中
23、将氟磷灰石粉碎的目的是_。(2)不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽的主要原因是_(用化学方程式表示)。(3)副产品N的化学式是_；在得到KH2PO4晶体的一系列操作，其主要包括_、过滤、洗涤、干燥等。(4)若用1000kg质量分数为50.4%的氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12，摩尔质量为504g/mol)来制取磷酸二氢钾晶体，其产率为80%，则理论上可生产KH2PO4(摩尔质量为136g/mol)的质量为_kg。 (5)电解法制备KH2PO4的装置如图所示该电解装置中，a 区属于_区(填“阳极”或“阴极”)，阴极区的电极反应式是_。(6)工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热
24、到1500生成白磷，同时逸出SiF4和CO,该反应的化学方程式为_。【答案】增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积,加快化学反应速率 4HF+SiO2SiF4+2H2O NH4Cl 蒸发浓缩、冷却结晶 326.4kg 阴极 2H2eH2 4Ca5P3FO12+21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4+30CO 【解析】【分析】氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)粉碎后加入浓硫酸，反应生成氢氟酸、硫酸钙、磷酸等，加入氯化钾后用有机萃取剂，KCl+H3PO4KH2PO4+HCl，反应产生的HCl易溶于有机萃取剂，有机相中含有氯化氢，加入氨水反应生成氯化铵，因此副产品主要为氯化铵，水相中
25、含有KH2PO4，经过一系列操作得到KH2PO4晶体。【详解】(1)流程中将氟磷灰石粉碎，可以增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积，加快化学反应速率，故答案为增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积，加快化学反应速率；(2)根据流程图，反应中生成了氢氟酸，氢氟酸能够与二氧化硅反应，因此不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽，故答案为4HF+SiO2SiF4+2H2O；(3)根据上述分析，副产品N的化学式为NH4Cl；在得到KH2PO4晶体的一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，故答案为NH4Cl；蒸发浓缩、冷却结晶；(4)1000kg质量分数为50.4%的氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)
26、中含有Ca5P3FO12的质量为504kg，根据P元素守恒，理论上可生产KH2PO4的质量为504kg80%=326.4 kg，故答案为326.4 kg；(5)根据图示，应该在a区生成KH2PO4，则钾离子由b区移向a区，则a 区属于阴极区；阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2eH2，故答案为阴极；2H2eH2；(6)用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500生成白磷，同时逸出SiF4和CO，反应的化学方程式为4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4+30CO，故答案为4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+
27、SiF4+30CO。6碘是人体不可缺乏的元素，为了防止碘缺乏，一般是在食盐中添加一定量的KIO3。但碘添加量也不能过多，过多会导致甲亢等。国家标准GB14880-1994中规定每千克食盐中碘的含量（以碘原子计）应为20-60mg/kg。实验研究小组为了检测某加碘盐中碘含量是否合格，查阅了有关的资料，发现其检测原理是：（方程式未配平）。试根据相关信息回答下列问题：（1）检测原理中，氧化剂为_，氧化产物为_。请在下面配平该方程式，同时用单线桥标明电子转移的方向和数目：_ _+ _ +_ （2）取10g加碘盐加蒸馏水溶解，然后加入稀硫酸和KI溶液（H2SO4和KI都稍过量），充分反应后，将反应液转入
28、分液漏斗中，再加入一定量的CCl4，振荡，静置，此时观察到的现象是_。然后分液，即得到I2的CCl4溶液。（3）查阅资料，CCl4的沸点为78，I2的升华温度约为120130。实验小组拟采用下图所示实验装置将CCl4和I2的混合溶液分离。该分离方法的名称是_，冷凝管的进水口是_（填“a”或“b”）。（4）上述实验结束，用电子天平称量出圆底烧瓶中I2的质量为1.5 mg，由此计算出该加碘盐中碘的含量为_mg/kg，该加碘盐_（填“合格”或“不合格”）。（5）KIO3虽稳定性较好，但在高温下也可分解为KI等物质，所以在使用加碘盐时最佳的添加时间是菜肴快出锅时。请书写出KIO3在锅中长时间高温爆炒时可能发生的分解反应的化学方程式_。【答案】KIO3 I2 溶液分为两层，下层呈紫红色 蒸馏 a 25 合格 【解析】【详解】(1)、该反应中化合价的变化为：KIO3-I2，I元素由+5价0价，一个KIO3得5个电子；KI-I2，I元素由-1价0价，一个KI失一个电子，所以得失电子的最小公倍数为5，KIO3的计量数为1， KI的计量数为5，其它元素根据原子守恒配平，故答案为：KIO3；I2 ；(2)、碘易溶于有机溶剂，在四氯化碳在的溶解度远大于在水中，加入四氯化碳萃
