化学化学 氧化还原反应的专项 培优 易错 难题练习题附答案.docx

1、化学化学 氧化还原反应的专项 培优 易错 难题练习题附答案【化学】化学 氧化还原反应的专项 培优 易错 难题练习题附答案一、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

2、应的化学方程式：_。(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

3、罗啉指示液，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

4、滴定过程中，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)

5、装置a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

6、骤消耗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

7、生的无色无味无毒气体，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碘酸钾（）是重要的微量元素碘添加剂。实验室设计下列实验流程制取并测定产品中的纯度：其中制取碘酸（）的实验装置见图，有关物质的性质列于表中物质性质HIO3白色固体，能溶于水，难溶于CCl4KIO3白色固体，能溶于水，难溶于乙醇碱性条件下易发生氧化反应：ClOIO3=IO4Cl回答下列问题（1）装置A中参加反应

8、的盐酸所表现的化学性质为_。（2）装置B中反应的化学方程式为_ 。B中所加CCl4的作用是_从而加快反应速率。（3）分离出B中制得的水溶液的操作为_；中和之前，需将HIO3溶液煮沸至接近于无色，其目的是_，避免降低的产率。（4）为充分吸收尾气，保护环境，C处应选用最合适的实验装置是_（填序号）。（5）为促使晶体析出，应往中和所得的溶液中加入适量的_。（6）取1.000g产品配成200.00mL溶液，每次精确量取20.00mL溶液置于锥形瓶中，加入足量KI溶液和稀盐酸，加入淀粉作指示剂，用0.1004mol/L溶液滴定。滴定至终点时蓝色消失（），测得每次平均消耗溶液25.00mL。则产品中的质量

9、分数为_（结果保留三位有效数字）。【答案】还原性、酸性 充分溶解和，以增大反应物浓度 分液 除去（或），防止氧化 C 乙醇（或酒精） 89.5%。 【解析】【分析】装置A用于制取Cl2，发生的反应为：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O，装置B中发生的是制取HIO3的反应，装置C为尾气处理装置，既要吸收尾气中的HCl和Cl2，还要防止倒吸。【详解】（1）装置A中发生的反应为：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2+3H2O，浓盐酸中的Cl元素有一部分失电子转化为Cl2，表现出还原性，还有一部分Cl元素没有变价转化为KCl（盐），表现出酸性，故答案为：还原性、酸性；（2）

10、装置B中发生的反应为：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl，Cl2和I2均难溶于水，易溶于CCl4，加入CCl4可使二者溶解在CCl4中，增大反应物浓度，故答案为：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl；充分溶解I2和Cl2，以增大反应物浓度；（3）分离B中制得的HIO3水溶液的操作为分液，HIO3溶液中混有的Cl2在碱性条件下转化为ClO-，ClO-会将IO3-氧化为IO4-，因此在中和前需要将Cl2除去，故答案为：分液；除去Cl2（或ClO-），防止氧化KIO3；（4）尾气中主要含HCl和Cl2，需用NaOH溶液吸收，同时要防止倒吸，故答案为：C；（5）因为KIO3难

11、溶于乙醇，向KIO3溶液中加入乙醇可降低其溶解度，促使KIO3晶体析出，故答案为：乙醇（或酒精）；（6）每20mLKIO3溶液中，加入KI溶液和稀盐酸发生的反应为：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，滴定时发生的反应为：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，可列出关系式：IO3-3I26S2O32-，每次平均消耗的n(S2O32-)= 0.1004mol/L0.025L=0.00251mol，则每20mLKIO3溶液中，n(KIO3)=n(IO3-)= n(S2O32-)6=0.00251mol6=0.000418mol，200mL溶液中，n(KIO3)=0.00418mol，产

12、品中KIO3的质量分数=89.5%，故答案为：89.5%。【点睛】1g样品配成了200mL溶液，而根据关系式计算出的是20mL溶液中KIO3的物质的量，需扩大10倍才能得到1g样品中KIO3的物质的量。3某工业废水中主要含有Cr3，同时还含有少量的Fe3、Fe2、Al3、Ca2和Mg2等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3Cr(OH)3pH3.79.611.189(9溶解)（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是_(填序号)。ANa2O2 BHNO3 CF

13、eCl3 DKMnO4（2）加入NaOH溶液调整溶液pH8时，除去的离子是_；已知钠离子交换树脂的原理：MnnNaRMRnnNa，此步操作被交换除去的杂质离子是_。AFe3BAl3CCa2DMg2（3）还原过程中，每消耗0.8 mol Cr2O72-转移4.8 mol e，该反应离子方程式为_。【答案】A AB CD 3S2O32 + 4Cr2O72 + 26H+ = 6SO42 + 8Cr3+ +13H2O 【解析】【分析】某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3+被氧化为Cr2O72-，加氢氧化钠调节

14、pH=8，则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为Cr3+，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4；(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，注意不能引入新的杂质；(2)根据表中数据判断；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+；(3)每消耗0.8mol Cr2O72-转移4.8mol e-，则1molCr2O72-转移6mol电子，所以生成Cr3+，S2O32-被氧化为SO42-，结合得失电子守恒和原子守恒写出离子方程式。【详

15、解】某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，同时Cr3+被氧化为Cr2O72-，加氢氧化钠调节pH=8，则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为Cr3+，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4；(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O2，故答案为：A；(2)根据表中数据可知，pH=8时，Fe3+、A

16、l3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe3+、Al3+被除去；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+；(3)每消耗0.8mol Cr2O72-转移4.8mol e-，则1molCr2O72-转移6mol电子，所以生成Cr3+，S2O32-被氧化为SO42-，则反应的离子方程式为：3S2O32 + 4Cr2O72 + 26H+ = 6SO42 + 8Cr3+ +13H2O。4二氧化氯(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)、

17、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。装置A的名称是_，装置C的作用是_。反应容器B应置于30左右的水浴中，目的是_。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_。ClO2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。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+

18、、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。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 BaCl2 Cl-5e-+2H2O=ClO2+4H+ 【解析】【分析

19、】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。【详解】（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）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。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

20、B应置于30左右的水浴中。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。ClO2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）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

21、BaCl2。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+。5实验室用酸性蚀刻废液(含Cu2+、H+、CuC、Cl-等)和碱性蚀刻废液N、Cu(NH3、NH3H2O等制备CuI(白色固体)的实验流程如下:(1)步骤中发生了多个反应,其中Cu(NH3与盐酸反应生成Cu(OH)Cl的离子方程式为_。(2)步骤需控制pH为12,80 下进行,合适的加热方式是_。(3)步骤的具体步骤是蒸发浓缩、_、_。(4)步骤在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。装置a中盛装浓硫酸的仪器的名称是_,圆底烧瓶

22、中发生反应的化学方程式为_。用装置d中的溶液洗涤制得的CuI的目的是_,然后再用无水乙醇洗涤的目的是_。【答案】Cu(NH3+3H+Cl-+H2OCu(OH)Cl+4N 热水浴 冷却结晶 过滤(洗涤) 分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O 可防止CuI被空气中的O2氧化 使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2 【解析】【分析】由流程图可知，酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合反应得到Cu(OH)Cl悬浊液，过滤，将Cu(OH)Cl加水、过浆后，与浓硫酸水浴加热反应生成硫酸铜，硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体，硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应生

23、成碘化亚铜白色固体。【详解】（1）步骤中Cu(NH3)42+与盐酸反应生成Cu(OH)Cl沉淀和氯化铵，反应的离子方程式Cu(NH3)42+3H+Cl-+H2O=Cu(OH)Cl+4NH4+，故答案为：Cu(NH3)42+3H+Cl-+H2O=Cu(OH)Cl+4NH4+；（2）步骤为Cu(OH)Cl加水、过浆后，与浓硫酸在制pH为12，80 下水浴加热反应反应生成硫酸铜，故答案为：热水浴；(3)步骤为硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体，故答案为：冷却结晶；过滤(洗涤)；（4）装置a中盛装浓硫酸的仪器为分液漏斗；圆底烧瓶中铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水

24、，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O，故答案为：分液漏斗；Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O；装置d中的溶液为二氧化硫的饱和水溶液，碘化亚铜具有还原性，易被空气中的氧气氧化，用二氧化硫水的饱和水溶液洗涤碘化亚铜，可以防止碘化亚铜被空气中的氧气氧化；再用无水乙醇洗涤可以溶解除去碘化亚铜表面可能混有的单质碘，并能使固体快速干燥，故答案为：可防止CuI被空气中的O2氧化；使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2。6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：的氧化性比强；比更易被氧化；国家相关标准要求经处理过的氨

25、氮废水要控制在69 。(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：进水在1.252.75范围内时，氨氮去除率随的升高迅速下降的原因是_。进水在2.756范围内时，氨氮去除率随的升高而上升的原因是_。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

26、，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)进水pH为1.252.75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；进水pH为2.756.00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；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

27、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)进水pH为1.252.75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；进水pH为2.756.00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；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

28、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。7研究证明，高铁酸钾不仅能在饮用水源和废水处理过程中去除污染物，而且不产生任何诱变致癌的产物，具有高度的安全性。湿法制备高铁酸钾是目前最成熟的方法，实验步骤如下：A直接用天平称取60.5gFe(NO3)39H2O、30.0gNaOH、17.1gKOH。B在冰冷却的环境中向NaClO溶液中加入固体NaOH并搅拌，又想其中缓慢少量分批加入Fe(NO3)39H2O，并不断搅拌。C水浴温度控制在20，用电磁加热搅拌器搅拌1.5h

29、左右，溶液成紫红色时，即表明有Na2FeO4生成。D在继续充分搅拌的情况下，向上述的反应液中加入固体NaOH至饱和。E.将固体KOH加入到上述溶液中至饱和。保持温度在20，并不停的搅拌15min，可见到烧杯壁有黑色沉淀物生成，即K2FeO4.（1）步骤B中不断搅拌的目的是_。步骤C中发生反应的离子方程式为_。由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠_(填“大”或“小”)。（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。 该反应的离子方程式为_。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_。 在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用_。AH2O B稀KOH溶液、异丙醇 CNH4Cl溶液、异丙醇 DFe(NO3)3溶液、异丙醇（3）高铁酸钠还可以用电解法制得，其原理可表示为Fe+2NaOH+2H2O3H2+Na2FeO4，则阳极材料是_，电解液为_。（4）25时，Ksp(CaFeO4)=4.53610-9，若要使100mL1.010-3mol/L的K2FeO4溶液中的c(FeO