高考化学专题复习氧化还原反应的综合题Word文档格式.docx

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（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。

2．二氧化氯（ClO2）具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。

ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸。

某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2，回答下列问题：

（1）以黄铁矿（FeS2）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，写出制备ClO2的离子方程式__。

（2）用过氧化氢作还原剂，在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2，并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。

实验室模拟该过程的实验装置（夹持装置略）如图所示。

①装置A的名称是__，装置C的作用是__。

②反应容器B应置于30℃左右的水浴中，目的是__。

③通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是__。

④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__，装置E的作用是__。

（3）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。

①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-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。

②用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，工作原理如图所示，写出阳极产生ClO2的电极反应式__。

【答案】FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O恒压漏斗安全瓶提高化学反应速率，同时防止过氧化氢受热分解稀释ClO2，防止其爆炸2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-吸收ClO2等气体，防止污染大气BaCl2Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+

二氧化氯（ClO2）具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。

分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯，三种方法均利用了氧化还原反应。

（1）以黄铁矿（FeS2）、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒，可以写出制备ClO2的离子方程式为FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O。

（2）①装置A的名称为恒压漏洞，装置C为安全瓶，起到防止液体倒吸的作用。

②升高温度可以提高化学反应速率，但是原料中含有过氧化氢，过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应，因此反应容器B应置于30℃左右的水浴中。

③根据题文可知，ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸，故通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是稀释ClO2，防止其爆炸。

④ClO2处理含CN-废水发生氧化还原反应，将CN-转化为无污染的CO2和N2，故离子方程式为2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-；

装置E在整套装置之后，起到吸收尾气，防止环境污染的作用。

（3）①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子，过量的钡离子可以用碳酸根离子除去，因此在加入Na2CO3之前应先加入过量BaCl2。

②用石墨做电极，电解池的阳极发生氧化反应，元素化合价升高，因此氯离子在阳极失电子和水反应得到ClO2，电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。

3．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。

（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。

[Ksp（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）___。

提供的无机试剂：

NaOH、Na2CO3、NaF。

【答案】+32LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O<

适当升高温度，适当增加H2SO4浓度5.5H2SO47.5①NaOH②Ni（OH）2③NaF

（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CoSO4，可知LiCoO2与H2O2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H2O2和Na2S2O3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Co2+和Ni2+时，由于Co2+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Ksp（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。

（1）LiCoO2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CoSO4，可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应，化学方程式为：

2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O；

（3）1molH2O2作为还原剂转移2mol电子，1molNa2S2O3作为还原剂转移8mol电子，则Na2S2O3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H2SO4浓度等；

（5）分离Co2+和Ni2+时，由于Co2+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H2SO4；

（7）c（Ni2+）=

mol/L=0.02mol/L，则开始沉淀时，c（OH-）＝

=

=10-6.5mol/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。

4．常温下，三硫代碳酸钠（Na2CS3）是玫瑰红色针状固体，与碳酸钠性质相近。

在工农业生产中有广泛的用途。

某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。

实验一：

探究Na2CS3的性质

（1）向Na2CS3溶液中滴入酚酞试液，溶液变红色。

用离子方程式说明溶液呈碱性的原因_________。

（2）向Na2CS3溶液中滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去。

该反应中被氧化的元素是__________。

实验二：

测定Na2CS3溶液的浓度

按如图所示连接好装置，取50.0mLNa2CS3溶液置于三颈瓶中，打开分液漏斗的活塞，滴入足量2.0mol/L稀H2SO4，关闭活塞。

Na2CS3 

+H2SO4＝Na2SO4+CS2 

+H2S↑。

CS2和H2S均有毒。

CS2不溶于水，沸点46℃，密度1.26g/mL，与CO2某些性质相似，与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。

（1）盛放碱石灰的仪器的名称是_______，碱石灰的主要成分是______（填化学式）。

（2）C中发生反应的离子方程式是____________。

（3）反应结束后打开活塞K，再缓慢通入N2一段时间，其目的是_________。

（4）为了计算Na2CS3溶液的浓度，对充分反应后B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重，得8.4g固体，则三颈瓶中Na2CS3的物质的量浓度为______。

【答案】CS32-+H2O⇌HCS3-+OH-S干燥管CaO和NaOHCS2+2OH-＝COS22-+H2O将装置中残留的的H2S、CS2全部排入后续装置中，使其被完全吸收1.75mol/L

（1）Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色，说明Na2CS3是强碱弱酸盐；

（2）根据Na2CS3中元素化合价是否是该元素的最高价态来进行判断；

（1）根据仪器的图形判断仪器的名称；

碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠；

（2）A中生成的CS2可与NaOH作用生成Na2COS2和H2O；

（3）反应结束后打开活塞k，再缓慢通入热N2一段时间是把生成的硫化氢和二硫化碳全部赶入后面装置完全吸收；

（4）当A中反应完全后，打开K缓慢通入热N2一段时间，然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥，称重，得8.4g黑色固体，n（CuS）＝

＝0.0875mol，根据关系式Na2CS3～H2S～CuS得n（Na2CS3）＝n（CuS）＝0.0875mol，根据c＝

计算A中Na2CS3溶液的浓度。

（1）Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色，说明Na2CS3是强碱弱酸盐，则CS32-在水中发生水解，离子方程式为：

CS32-+H2O⇌HCS3-+OH-；

（2）Na2CS3中Na为+1价，C为+4价，都是元素的最高价态，不能被氧化，S为-2价，是硫元素的低价态，能够被氧化，所以被氧化的元素是S；

（1）盛放碱石灰的仪器为干燥管，碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠；

（2）A中生成的CS2可与NaOH作用生成Na2COS2和H2O，相关离子方程式为：

CS2+2OH-＝COS22-+H2O；

（3）反应结束后打开活塞k，再缓慢通入热N2一段时间，其目的是：

将装置中的H2S全部排入B中被充分吸收；

将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收；

（4）当A中反应完全后，打开K缓慢通入热N2一段时间，然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥，称重，得8.4g黑色固体，n（CuS）＝

＝0.0875mol，根据关系式Na2CS3～H2S～CuS得n（Na2CS3）＝n（CuS）＝0.0875mol，c（Na2CS3）＝

＝1.75mol/L。

5．过氧乙酸（CH3COOOH）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。

下面是市售过氧乙酸商品标签：

有关资料：

H2O2是极弱的电解质，在酸性介质中才能稳定存在，是一种强氧化剂。

过氧乙酸消毒液是由H2O2、H2O、CH3COOH及少量H2SO4混合后，反应生成过氧乙酸（CH3COOOH）。

CH3COOOH容易放出氧原子，它与空气中微生物机体作用，达到灭菌目的，是消毒液的主要成分。

（1）某研究性学习小组为了弄清配制过氧乙酸消毒液的甲、乙溶液的主要成分各是什么？

进行以下科学探究，请你完成下列相关内容：

①提出假设：

甲溶液的主要成分为_________，乙溶液的主要成分为_________。

②实验验证：

取甲、乙两种溶液少许，分别加入几滴_________试液，若①中假设正确，则甲溶液的现象为_____________________，乙溶液的现象为__________。

（2）有关过氧乙酸的叙述正确的是_________（填编号）

A．过氧乙酸与羟基乙酸（HOCH2COOH）互为同分异构体

B．过氧乙酸与苯酚混合使用可增强消毒效果

C．过氧乙酸与乙酸属于同系物

D．氧元素的化合价为-2价

（3）实验室制备少量过氧乙酸，可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得，实验装置和步骤如下：

①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓H2SO4的混合液体，再缓缓加入适量30%的双氧水。

②不断搅拌并控制B中混合液的温度为20～30℃至反应结束。

③接入冷凝管和抽气泵，在锥形瓶中收集得到产品。

请回答下列问题：

①仪器C的名称是_______________；

②为更好地控制反应温度，应采用方法是_________________；

③生成过氧乙酸的化学方程式为________________________________________；

④碘量法分析：

取2.00mL过氧乙酸试样稀释成100mL，从中取出5.00mL，滴加酸性KMnO4溶液至恰好粉红色以除去残余H2O2，再加入10mL10%KI溶液和几滴淀粉溶液，摇匀，反应完全后再用0.1000mol/L的Na2S2O3标准液滴定至终点（反应方程式为2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI），共消耗14.30mLNa2S2O3标准液。

该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是_____mol/L。

（结果保留小数点后两位）（提示：

CH3COOOH+2I−+2H+=I2+CH3COOH+H2O）

【答案】甲H2O2、H2O、H2SO4乙CH3COOH、H2O石蕊甲：

溶液先变红后褪色乙：

溶液由无色变为红色A冷凝管（或直形冷凝管）水浴加热CH3COOH+H2O2→CH3COOOH+H2O7.15

（1）若假设甲溶液的有效成分是H2O2，则乙溶液的有效成分是CH3COOOH，根据过氧乙酸消毒液是由H2O2、H2O、CH3COOH及少量H2SO4混合后，反应生成过氧乙酸（CH3COOOH），H2O2是极弱的电解质，在酸性介质中才能稳定存在，则H2SO4应该在甲溶液中，另外两种溶液中的水也是一种主要成分；

两溶液都呈酸性，都能使紫色石蕊试液变红，但是甲溶液中H2O2漂白作用的会使变红的溶液褪色；

（2）结合选项对过氧乙酸（CH3COOOH）性质判断，

（3）①由仪器的结构，可知C为直形冷凝管；

②控制B中混合液的温度为20～30℃，应采取水浴加热；

③结合题中信息，写出生成过氧乙酸的化学反应方程式；

CH3COOOH+2I−+2H+=I2+CH3COOH+H2O，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，由这两个方程式，确定关系式：

CH3COOOH～I2～2Na2S2O3，计算稀释后5.00mL溶液中过氧乙酸的物质的量，再计算原来的2.00mL溶液中的过氧乙酸的物质的量，再根据物质的量浓度定义式计算。

（1）若假设甲溶液的有效成分是H2O2，则乙溶液的有效成分是CH3COOOH，根据过氧乙酸消毒液是由H2O2、H2O、CH3COOH及少量H2SO4混合后，反应生成过氧乙酸（CH3COOOH），H2O2是极弱的电解质，在酸性介质中才能稳定存在，则H2SO4应该在甲溶液中，另外两种溶液中的水更是一种主要成分；

（2）过氧乙酸与羟基乙酸（HOCH2COOH）的分子式都是C2H4O3，但结构不同，故互为同分异构体；

过氧乙酸具有强氧化性，而苯酚易被氧化，两者混合发生氧化还原反应，不能增强消毒效果；

过氧乙酸的分子结构中存在过氧根而乙酸中没有，两者结构不相似，不属于同系物；

过氧乙酸中的氧元素有+2价、+1价；

②控制B中混合液的温度为20～30℃，应采取水浴加热，受热均匀，便于控制温度；

③乙酸与过氧化氢在浓硫酸、20～30℃条件下反应生成过氧乙酸（CH3COOOH），反应的化学方程式为：

CH3COOH+H2O2

CH3COOOH+H2O；

④CH3COOOH+2I−+2H+=I2+CH3COOH+H2O，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，由这两个方程式，确定关系式：

CH3COOOH～I2～2Na2S2O3，可知稀释后的5.00mL溶液中过氧乙酸的物质的量是：

×

0.0143L×

0.1000mol/L，原来2.00mL溶液中的过氧乙酸的物质的量是：

0.1000mol/L×

=0.0143mol，该该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是：

=7.15mol/L。

本题是探究性实验试题，现根据题中的信息去假设，然后分析、得出结论。

实验中的数据处理，借助关系式法，计算所需要的物质的物质的量。

6．草酸（HOOC－COOH）是一种常见的有机酸，利用淀粉制备草酸的实验流程如图:

回答下列问题:

（1）“水解”时，检验淀粉是否水解完全，所用的试剂是____；

“水解”及“氧化”步骤中适宜的加热方式是________________。

（2）“氧化”时实验装置如图所示（夹持及加热装置已略）:

①仪器Q的名称是________.

②三口烧瓶中生成H2C2O4·

2H2O的化学方程式为____________。

③装置B的作用是___________，装置C的作用是_______________。

（3）已知在20℃、70℃时，草酸的溶解度依次为为9.5g/（l00g水），84.5g/（l00g水），则粗草酸“精制”需采用的提纯方法为___________________。

（4）探究H2C2O4的性质:

①向NaHCO3溶液中加入草酸溶液，产生大量气体，可得出草酸的酸性比碳酸_____（填“强”或“弱”）。

②向草酸中加入足量C2H5OH和适量浓硫酸加热，产生有芳香气味的油状物。

该生成物为___________（写结构简式）。

③向K2Cr2O7溶液中加入H2C2O4·

2H2O析出K[Cr（C2O4）2（H2O）2]晶体，该反应的化学方程式为_____________________。

【答案】碘水水浴加热球形冷凝管C6H12O6+12HNO3=3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O做安全瓶，防止倒吸吸收尾气中的NO和NO2，防止污染空气重结晶强C2H5OOC-COOC2H5K2Cr2O7+7H2C2O4·

2H2O=2K[Cr（C2O4）2（H2O）2]+6CO2↑+17H2O

淀粉在稀硫酸催化下控制温度在70℃到80℃发生水解，得到葡萄糖，加入60%硝酸，在60℃下发生氧化，得到草酸，硝酸的还原产物有NO和NO2，草酸经结晶得到粗草酸，再经精制得到H2C2O4·

2H2O。

（1）“水解”时，若淀粉水解完全，则不能使碘水变蓝；

“水解”及“氧化”步骤中的温度都低于100℃，所以最适宜的加热方式是水浴加热。

（2）①仪器Q的名称是球形冷凝管，起冷凝回流易挥发的硝酸以及导出生成的NO和NO2的作用；

②在三口烧瓶中发生氧化反应，葡萄糖被氧化为H2C2O4·

2H2O，硝酸被还原为NO和NO2（体积比为1:

3），根据电子守恒可以写出发生反应的化学方程式为C6H12O6+12HNO3=3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O；

③装置B是安全瓶，防止C中的NaOH溶液倒吸入三口烧瓶中，装置C的作用是吸收尾气，防止NO和NO2污染空气；

（3）草酸的溶解度随温度变化比较大，所以可以采用重结晶的方法精制粗草酸；

（4）①向NaHCO3溶液中加入草酸溶液，产生大量气体，说明草酸和NaHCO3溶液反应生成了二氧化碳，根据强酸制弱酸的规律，可得出草酸的酸性比碳酸强；

②向草酸中加入足量C2H5OH和适量浓硫酸加热，发生了酯化反应，产生有芳香气味的油状物草酸二乙酯，其结构简式为C2H5OOC-COOC2H5。

③向K2Cr2O7溶液中加入H2C2O4·

2H2O析出K[Cr（C2O4）2（H2O）2]晶体，反应中Cr的化合价从+6价降低到K[Cr（C2O4）2（H2O）2]中的+3价，所以H2C2O4·

2H2O中的碳的化合价就会升高，从+3价升高到+4价，在K[Cr（C2O4）2（H2O）2]中还有+3价的碳，即反应物H2C2O4·

2H2O中的碳的化合价部分升高，部分没有变化，根据电子守恒和原子守恒可以写出该反应的化学方程式为K2Cr2