高考冲刺化学大题百题精练 专题02 氧化还原反应.docx

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高考冲刺化学大题百题精练专题02氧化还原反应

2016年高考冲刺之化学大题百题精练

（二）

1．软锰矿主要成分为MnO2，还含有CaCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。

工业上利用软锰矿制取碳酸锰（MnCO3）流程如下：

其中，还原焙烧主反应为：

2MnO2+C=2MnO+CO2↑。

根据要求回答问题：

（1）步骤D中Fe2+被氧化，该反应的离子方程式为。

（2）步骤H的离子方程式为。

（3）加入Na2S可以除去Pb2+、Al3+等离子。

已知Ksp（PbS）=1×10-28Ksp（MnS）=1×10-9.6，当溶液中c（Pb2+）=1×10-5mol·L-1时，溶液中c（Mn2+）允许的最大值为。

（4）pH=0的溶液中，不同价态锰的微粒的能量（△G）如右图。

若某种含锰微粒（如Mn3+）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn2+和MnO2）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒。

①MnO42—能否稳定存在于pH=0的溶液中？

答：

______________（“能”或“不能”）；

②将Mn3+歧化反应设计为原电池，可测定反应平衡常数。

电池负极反应为，平衡常数表达式为；

③实验室可利用以下反应检验Mn2+存在：

2Mn2++5S2O82-+8H2O→16H++10SO42-+2MnO4-

确认Mn2+存在的现象是；检验时必须控制Mn2+浓度和用量不能过大，否则实验失败。

理由是。

【答案】

（1）2Fe2++MnO2+4H+==2Fe3++Mn2++2H2O

（2）Mn2++2HCO3—=MnCO3↓+CO2↑+H2O（3）1×1013.4mol·L-1

（4）①不能②Mn3++2H2O－e-=MnO2+4H+K=c（Mn2+）·c4（H+）/c2（Mn3+）

③溶液呈紫红色过量的Mn2+能与反应生成的MnO4-反应，影响实验现象的观察

（4）①由图像可知，MnO42—的能量处于相邻价态两种微粒（MnO4—和MnO2）能量连线左上方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒；

②Mn3+歧化反应会生成Mn2+和MnO2，方程式为2Mn3++2H2O=Mn2++MnO2+4H+，设计成原电池，负极反应为Mn3++2H2O－e-=MnO2+4H+，平衡常数表达式为K=c（Mn2+）·c4（H+）/c2（Mn3+）；

③MnO4-是紫红色，所以确认Mn2+存在的现象是溶液呈紫红色；检验时必须控制Mn2+浓度和用量不能过大，因为过量的Mn2+能与反应生成的MnO4-反应，影响实验现象的观察。

考点：

物质的分离与提纯，氧化还原反应，溶度积常数

2．海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料。

下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：

（1）由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为（写化学式）________________________________________。

（2）①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是________，电解饱和食盐水的化学反应方程式为______________。

②制取MgCl2的过程中涉及反应：

MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是____________。

（3）苦卤中通入Cl2已经置换出Br2，为什么吹出后用SO2吸收转化为Br－再用Cl2置换_________，由此判断Cl2、Br2、SO2的氧化性由强到弱的顺序为__________________。

（4）也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO2放出。

该反应的离子方程式是_____________；最后再用H2SO4处理得到Br2，之后加入CCl4进行Br2的萃取，最终用_____________方法得到单质Br2。

【答案】

（1）BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl；

（2）①阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯；　2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；②防止MgCl2水解；

（3）第一次吹出的Br2浓度太低，分离浪费原料，SO2吸收主要起到富集作用　Cl2＞Br2＞SO2（4）3Br2+3CO32-═5Br-+BrO-3+3CO2↑；蒸馏

（2）①阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电解电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯，电解饱和食盐水反应的化学方程式为：

2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，故答案为：

阻止H2与Cl2发生反应甚至发生爆炸或阻止Cl2与生成的NaOH溶液反应而使烧碱产品不纯；2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；

②氯化镁在水中乙发生水解，为抑制水解，氯化镁晶体应在氯化氢气流中脱水，故答案为：

在HCl气流中加热脱水（防止MgCl2水解）；故答案为：

防止MgCl2水解；

（3）苦卤中通入Cl2已经置换出Br2，吹出后用SO2吸收转化为Br-再用Cl2置换是为了富集溴元素，第一次吹出的Br2浓度太低，分离浪费原料，SO2吸收主要起到富集作用，在自发进行的氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，氧化剂氧化性大于氧化产物，Cl2+2Br-=Br2+2Cl-中还原性Br-＞Cl-，SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr中还原性SO2＞Br-，所以还原性强弱顺序是SO2＞Br-＞Cl-，氧化性强弱顺序为：

Cl2＞Br2＞SO2，故答案为：

第一次吹出的Br2浓度太低，分离浪费原料，SO2吸收主要起到富集作用　Cl2＞Br2＞SO2

考点：

考查了海水资源及其综合利用的相关知识。

3．我国产铜主要取自黄铜矿（CuFeS2）,随着矿石品味的降低和环保要求的提高，湿法炼铜的优势日益突出。

该工艺的核心是黄铜矿的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。

I．氧化浸出

（1）在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化，测得有SO42-生成。

①该反应的离子方程式为____。

②该反应在25—50℃下进行，实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值，试分析其原因为。

．

Ⅱ，配位浸出反应原理为：

（2）为提高黄铜矿的浸出率，可采取的措施有____（至少写出两点）。

（3）为稳定浸出液的pH，生产中需要向氨水中添加NH4C1，构成NH3．H2O-NH4Cl缓冲溶液。

某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究：

25℃时，向amol．L-l的氨水中缓慢加入等体积0.02mol.L-l的NH4C1溶液，平衡时溶液呈中性。

则NH3．H2O的电离常数Kb=_（用含a的代数式表示）；滴加NH4C1溶液的过程中水的电离平衡____（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

Ⅲ，生物浸出

在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物，并鼓入空气，黄铜矿逐渐溶解，反应釜中各物质的转化关系如图所示。

（4）在微生物的作用下，可以循环使用的物质有（填化学式），微生物参与的离子反应方程式为________（任写一个）。

（5）假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+，当有2molSO42-生成时，理论上消耗O2的物质的量为____。

【答案】

（1）①2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO＋18H2O②H2O2受热分解；产物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2分解等

（2）提高氨水的浓度、提高氧压（3）正向（4）Fe2（SO4）3、H2SO44Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O或S8＋12O2＋8H2O8SO＋16H＋任写一个（5）4.25mol

（4）据图像可得，三价铁被还原成二价，经微生物转化成三价，另一条微生物路线生成了氢离子，故两考点：

考查无机图像及相关计算

4．铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：

已知：

①Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；

②Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+

根据题意回答下列问题：

（1）请完成下列化学方程式的配平：

FeO•Cr2O3+Na2CO3+O2Na2CrO4+Fe2O3+CO2↑；

其中CO2的结构式______

（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是______；

（3）固体Y的主要成分是，写出生成Y的离子方程式；

（4）操作Ⅲ由多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：

加入KCl固体、蒸发浓缩、______、过滤、______、干燥；

（5）操作Ⅲ发生反应的化学方程式为；

（6）某种酒精测试仪中，K2Cr2O7在酸性条件下将乙醇氧化成乙醛，自身被还原为三价铬离子。

该反应的离子方程式为。

【答案】

（1）4、8、7、8、2、8；O=C=O；

（2）使CrO42-转化Cr2O72-；

（3）Al（OH）3；AlO2-+CH3COOH+H2O═Al（OH）3↓+CH3COO-；

（4）冷却结晶；洗涤；

（5）Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7↓+2NaCl；

（6）Cr2O72-+3CH3CH2OH+8H+=2Cr3++3CH3CHO+7H2O。

（3）根据流程分析可知，用醋酸调节pH值后产生的沉淀为氢氧化铝，所以Y为Al（OH）3，生成Al（OH）3的离子方程式为AlO2-+CH3COOH+H2O═Al（OH）3↓+CH3COO-，故答案为：

Al（OH）3；AlO2-+CH3COOH+H2O═Al（OH）3↓+CH3COO-；

（4）获得K2Cr2O7晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：

冷却结晶；洗涤；

（5）Na2Cr2O7的溶解度小于K2Cr2O7，反应向溶解度小的方向进行，所以反应的化学方程式为Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7↓+2NaCl，故答案为：

Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7↓+2NaCl；

（6）K2Cr2O7在酸性条件下将乙醇氧化成乙醛，自身被还原为三价铬离子，反应的离子方程式为Cr2O72-+3CH3CH2OH+8H+=2Cr3++3CH3CHO+7H2O，故答案为：

Cr2O72-+3CH3CH2OH+8H+=2Cr3++3CH3CHO+7H2O。

考点：

考查了物质制备流程和方案的分析判断的相关知识。

5．以某菱锰矿（含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等）为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。

（已知：

Ksp（MnCO3）=2.2×10−11，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10−13，Ksp[Al（OH）3]=1.3×10−33）

（1）滤渣1中，含铁元素的物质主要是（填化学式，下同）；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中含量减少。

（2）滤液2中，+1价阳离子除了H+外还有（填离子符号）。

（3）取“沉锰”前溶液amL于锥形瓶中，加入少量AgNO3溶液（作催化剂）和过量的1.5%（NH4）2S2O8溶液，加热，Mn2+被氧化为MnO4−，反应一段时间后再煮沸5min[除去过量的（NH4）2S2O8]，冷却至室温。

选用适宜的指示剂，用bmol·L−1的（NH4）2Fe（SO4）标准溶液滴定至终点，消耗（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液VmL。

①M