备战高考化学综合题专练氧化还原反应及答案.docx
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备战高考化学综合题专练氧化还原反应及答案
一、高中化学氧化还原反应练习题（含详细答案解析）
1．铋酸钠（NaBiO3）是分析化学中的重要试剂，在水中缓慢分解，遇沸水或酸则迅速分解。
某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。
回答下列问题：
Ⅰ.制取铋酸钠
制取装置如图（加热和夹持仪器已略去），部分物质性质如下：
物质
NaBiO3
Bi（OH）3
性质
不溶于冷水，浅黄色
难溶于水；白色
（1）B装置用于除去HCl，盛放的试剂是___；
（2）C中盛放Bi（OH）3与NaOH混合物，与Cl2反应生成NaBiO3，反应的离子方程式为___；
（3）当观察到___（填现象）时，可以初步判断C中反应已经完成；
（4）拆除装置前必须先除去烧瓶中残留Cl2以免污染空气。
除去Cl2的操作是___；
（5）反应结束后，为从装置C中获得尽可能多的产品，需要的操作有___；
Ⅱ.铋酸钠的应用——检验Mn2+
（6）往待测液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，溶液变为紫红色，证明待测液中存在Mn2+。
①产生紫红色现象的离子方程式为___；
②某同学在较浓的MnSO4溶液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，结果没有紫红色出现，但观察到黑色固体（MnO2）生成。
产生此现象的离子反应方程式为___。
Ⅲ.产品纯度的测定
（7）取上述NaBiO3产品wg，加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应，再用cmo1·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO4-（已知：
H2C2O4+MnO4-——CO2+Mn2++H2O，未配平），当溶液紫红色恰好褪去时，消耗vmL标准溶液。
该产品的纯度为___（用含w、c、v的代数式表示）。
【答案】饱和食盐水Bi（OH）3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2OC中白色固体消失（或黄色不再加深）关闭K1、K3，打开K2在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+
×100%或
×100%或
%
【解析】
【分析】
用浓HCl和MnO2反应制备Cl2，其中混有挥发出来的HCl，要用饱和食盐水出去，然后利用Cl2的强氧化性在碱性条件下将Bi（OH）3氧化成NaBiO3；利用Mn2+的还原性将NaBiO3还原而Mn2+被氧化成紫红色溶液MnO4-来检验NaBiO3的氧化性；实验结束后Cl2有毒，要除去，做法是打开三颈烧瓶的NaOH溶液，使其留下和氯气反应；NaBiO3纯度的检测利用NaBiO3和Mn2+反应生成MnO4-，MnO4-再和草酸反应来测定，找到NaBiO3、Mn2+、MnO4-、草酸四种物质之间的关系，在计算即可。
【详解】
（1）除去氯气中混有的HCl，用饱和食盐水，故答案为：
饱和食盐水；
（2）反应物为Bi（OH）3、Cl2和NaOH混合物，+3价的Bi被氧化成NaBiO3，Cl2被还原成Cl-，根据原子守恒还有水生成，所以反应为：
Bi（OH）3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O，故答案为：
Bi（OH）3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O；
（3）C中反应已经完成,则白色的Bi（OH）3全部变为了黄色的NaBiO3，故答案为：
C中白色固体消失（或黄色不再加深）；
（4）从图上来看关闭K1、K3，打开K2可使NaOH留下与氯气反应，故答案为：
关闭K1、K3，打开K2；
（5）由题意知道NaBiO3不溶于冷水，接下来的操作尽可能在冰水中操作即可，操作为：
在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：
在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（6）①往待测液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，溶液变为紫红色，证明待测液中存在Mn2+，说明铋酸钠将Mn2+氧化成MnO4-，因为是酸性条件，所以铋酸钠被还原成Bi3+，据此写方程式并配平为5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O，故答案为：
5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O；
②由题意可知，Mn2+过量，铋酸钠少量，过量的Mn2+和MnO4-发生反应生成了黑色的MnO2，反应方程式为3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+，故答案为：
3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+；
（7）根据得失电子守恒找出关系式为：
5NaBiO3～2Mn2+～2MnO4-～5H2C2O4,计算铋酸钠理论产量：
解得m（理论）=0.28CVg，所以纯度=
×100%=
×100%，所以答案为：
×100%或
×100%或
%。
【点睛】
（7）在复杂的纯度、产率等计算中，用得失电子守恒法找出各关键物质之间的关系，由此计算，可以事半功倍，如本题中的关系5NaBiO3～5H2C2O4，使复杂问题简单化了。
2．废水中过量的氨氮（
和
）会导致水体富营养化。
某科研小组用
氧化法处理氨氮废水。
已知：
①
的氧化性比
强；②
比
更易被氧化；③国家相关标准要求经处理过的氨氮废水
要控制在6~9。
（1）
时，
可与
反应生成
等无污染物质，该反应的离子方程式为___________。
（2）进水
对氨氮去除率和出水pH的影响分别如图1和图2所示：
①进水
在1.25~2.75范围内时，氨氮去除率随
的升高迅速下降的原因是__________。
②进水
在2.75~6范围内时，氨氮去除率随
的升高而上升的原因是___________。
③进水
应控制在____________左右为宜。
（3）为研究空气对
氢化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通人空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。
其原因可能是______（填序号）
a.
的氧化性比
弱
b.
氧化氨氮速率比
慢
c.
在废水中溶解度比较小
d.空气中的
进入废水中
【答案】
随着
的升高，
含量增大，氧化性降低，导致氨氯去除率下降随着
的升高，氨氮废水中
含量增大，而
比
更易被氧化1.5
【解析】
【分析】
（1）pH=1.25时，NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子和水，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；
（2）①进水pH为1.25～2.75范围内，氨氮去除率随pH升高迅速下降是c（OH-）较大，抑制NaClO水解，c（HClO）较小致氧化能力弱；
②进水pH为2.75～6.00范围内氨氮去除率随pH升高而上升，氨气含量增大氨氮易被氧化；
③结合图象变化可知进水pH应控制在1.0左右；
（3）其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变，说明O2氧化氨氮速率比NaClO慢，比次氯酸钠氧化性弱，溶液中溶解的氧气少等原因。
【详解】
（1）pH=1.25时，NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式：
3ClO-+2NH4+=N2↑+3Cl-+2H+；
（2）①进水pH为1.25～2.75范围内，氨氮去除率随pH升高迅速下降的原因是：
随着PH升高，NaClO含量增大，氧化性能降低，导致氨氮去除率下降；
②进水pH为2.75～6.00范围内，氨氮去除率随pH升高而上升的原因是：
随着PH升高氨氮废水中氨气含量增大，氨氮更易被氧化；
③进水pH应控制在1.50左右，氨氮去除率会较大；
（3）研究空气对NaClO氧化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。
其原因可能是：
O2的氧化性比NaClO弱、O2氧化氨氮速率比NaClO慢、O2在溶液中溶解度比较小；故答案为：
abc。
3．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
①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。
②将步骤①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，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②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
③
1.2g
无其他物质
a
④
1.2g
CuO0.5g
b
⑤
1.2g
MnO20.5g
c
（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＋2H2O
Cu（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2～3mL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25mL气体所需的时间碱式
【解析】
【分析】
【详解】
（1）CuCl2是强酸弱碱盐会发生水解，CuCl2溶液中存在水解平衡CuCl2＋2H2O
Cu（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2～3mL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：
收集25mL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25mL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：
。
4．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）
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