2020-2021高考化学压轴题专题复习—氧化还原反应的综合附详细答案 下载本文

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. 5 g/(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H2C2 O4·2H2O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-COOC2H5 K2Cr2O7+7H2C2O4·2H2O=2 K[Cr(C2O4)2(H2O)2]+6CO2↑+17H2O 【解析】 【分析】

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2H2O。 经精制得到H2C2O4·

【详解】

(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;

2H2O,硝酸被还原为NO和NO2②在三口烧瓶中发生氧化反应,葡萄糖被氧化为H2C2O4·

(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。

2H2O析出K[Cr(C2O4)2(H2O)2]晶体,反应中Cr的化合价从+6③向K2Cr2O7溶液中加入H2C2O4·

2H2O中的碳的化合价就会升高,从+3价降低到K[Cr(C2O4)2(H2O)2]中的+3价,所以H2C2 O4·

2H2O中的碳的化价升高到+4价,在K[Cr(C2O4)2(H2O)2]中还有+3价的碳,即反应物H2C2 O4·

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K2Cr2O7+7H2C2O4·2H2O=2 K[Cr(C2O4)2(H2O)2]+6CO2↑+17H2O。

6.锑(Sb)广泛用于生产各种阻燃剂、陶瓷、半导体元件和医药及化工等领域。 Ⅰ.(1)锑在元素周期表中的位置_____。

(2)锑(Ⅲ)的氧化物被称为锑白,可以由SbCl3水解制得,已知SbCl3水解的最终产物为锑白。为了得到较多、较纯的锑白,操作时将SbCl3徐徐加入大量水中,反应后期还要加入少量氨水。试用必要的化学用语和平衡移动原理解释这两项操作的作用_______。工业上,还可用火法制取锑白,是将辉锑矿(主要成分为Sb2S3)装入氧化炉的坩埚中,高温使其融化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式______。 Ⅱ.以辉锑矿为原料制备金属锑,其中一种工艺流程如下:

已知部分信息如下:

①辉锑矿(除Sb2S3外,还含有砷、铅、铜的化合物和SiO2等); ②浸出液主要含盐酸和SbCl3,还含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等杂质; ③常温下,Ksp(CuS)=1.0×10-36,Ksp(PbS)=9.0×10-29。

回答下列问题:

(3)“酸浸”过程中Sb2S3发生反应的化学方程式为_____。

(4)已知:浸出液中c(Cu2+)=0.0001mol/L,c( Pb2+)=0.1mol/L。在沉淀铜、铅过程中,缓慢滴加极稀的硫化钠溶液,先产生沉淀的是_____(填化学式);当CuS、PbS共沉

c(Cu2+)=______(保留小数点后一位)。 沉时,

c(Pb2+)(5)在“除砷”过程中,氧化产物为H3PO4。该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。

(6)在“电解”过程中,锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过U0 V时,锑的产率降低的原因可能是_________。

【答案】第5周期第ⅤA族 2SbCl3+3H2O?Sb2O3+6HCl,不断加入SbCl3,使SbCl3浓度增大,利于水解平衡右移,反应后期加入氨水中和盐酸,使c(HCl)减小,利于平衡右移 2Sb2S3+9O2 反应 【解析】 【分析】

Ⅱ.辉锑矿粉加入盐酸和SbCl5溶液,得到SbCl3和SbCl5溶液,还含有杂质CuCl2、AsCl3和PbCl2等,加入适量Sb将SbCl5还原为SbCl3,加入Na2S使铜和铅沉淀以除去CuCl2和PbCl2,然后加入NaHPO2除去杂质砷。得到的SbCl3溶液电解得到金属Sb,同时得到SbCl5,可以返回到酸浸步骤循环使用。 【详解】

Ⅰ.(1)锑和氮在同一主族,其在元素周期表中位于第5周期第ⅤA族。

(2)SbCl3水解:2SbCl3+3H2O?Sb2O3+6HCl,将SbCl3徐徐加入大量水中,SbCl3浓度增大,水解平衡右移,反应后期还要加入少量氨水中和HCl,使c(HCl)减小,平衡右移,有利于Sb2O3的生成。故答案为:2SbCl3+3H2O?Sb2O3+6HCl,不断加入SbCl3,使SbCl3浓度增大,利于水解平衡右移,反应后期加入氨水中和盐酸,使c(HCl)减小,利于平衡右移。 火法制取锑白,是辉锑矿(主要成分为Sb2S3)在高温下和空气中的氧气反应,生成Sb2O3的同时生成SO2。化学方程式为:2Sb2S3+9O2

高温 2Sb2O3+6SO2 Sb2S3+ 3SbCl5=5SbCl3+3S↓ CuS 1.1×10-8 3:4 H+参与电极

高温 2Sb2O3+6SO2。

Ⅱ.(3)“酸浸”时Sb2S3和SbCl5溶液反应,得到SbCl3和SbCl5的混合溶液,滤渣中有硫,是此反应的生成物,Sb2S3发生反应的化学方程式为Sb2S3+ 3SbCl5=5SbCl3+3S。

(4)浸出液中c(Cu2+)=0.0001mol/L,c(Pb2+)=0.1mol/L。在沉淀铜、铅过程中,缓慢

1.0?10-36=1.0×10-32mol/L,当Pb2+开滴加极稀的硫化钠溶液,当Cu开始沉淀时,c(S)=

0.00012+

2--299.0?10=9.0×10-28mol/L,所以先产生沉淀的是CuS;当CuS、PbS共沉始沉淀时,c(S2-)=

0.1c(Cu2+)c(Cu2+)c(S2?)Ksp(CuS)1.0?10?36=淀时,==1.1×10-8。 2+2+2?=?29Ksp(PbS)9.0?10c(Pb)c(Pb)c(S)(5)加入NaHPO2除砷,发生了NaHPO2和AsCl3的反应,氧化产物为H3PO4,还原产物是As,磷的化合价从+1价升高到+5价,生成1mol H3PO4失去4mol电子,砷的化合价从+3价降低到0价,生成1molAs得到3mol电子,根据电子守恒,该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:4。

(6)电解SbCl3溶液制取锑,在阴极是Sb3+得到电子生成Sb,当电压过大时,溶液中的H+也可能在阴极放电,导致锑的产率降低。

7.在古代,橘红色的铅丹(Pb3O4)用于入药和炼丹,人们对其中重金属铅的毒性认识不足。已知:PbO2为棕黑色粉末。某化学兴趣小组对铅丹的一些性质进行实验探究并测定其组成。 回答下列问题: (1)性质实验 实验操作 ①将适量铅丹样品放入小烧杯中,加入2 mL 6 mol/L的HNO3溶液,搅拌 ②将上述混合物过滤,所得滤渣分为两份,一份加入2 mL浓盐酸,加热 ③另一份滤渣加入硝酸酸化的Mn(NO3)2溶液,搅拌 现象 _____ 有刺激性的黄解释或结论 Pb3O4+4HNO3=PbO2+ 2Pb(NO3)2+2H2O 反应的化学方程式: 绿色气体产生 _______ 得紫色溶液 结论:_______ (2)组成测定

① 准确称取0.530 g 干燥的铅丹样品,置于洁净的小烧杯中,加入2 mL 6 mol/L的HNO3溶液,搅拌使之充分反应,分离出固体和溶液。该分离操作名称是_____________。 ② 将①中所得溶液全部转入锥形瓶中,加入指示剂和缓冲溶液,用0.04000 mol/L的EDTA溶液(显酸性)滴定至终点,消耗EDTA溶液36.50 mL。EDTA与Pb2+的反应可表示为Pb2++H2Y2- =PbY2-+2H+,滴定时EDTA溶液应盛装在_______________中。滤液中含Pb2+__________mol。

③ 将①中所得固体PbO2全部转入另一锥形瓶中,往其中加入适量HAc与NaAc的混合液和8 g固体 KI,摇动锥形瓶,使PbO2全部反应而溶解,发生反应PbO2+4I-+4HAc =PbI2+I2+4Ac-+2H2O,此时溶液呈透明棕色。以0.05000 mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应I2+2S2O32-=S4O62-+2I-,至溶液呈淡黄色时加入2%淀粉溶液1 mL,继续滴定至溶液