一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)
1.ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,为了运输和贮存便利常将其制成
NaClO2固体,模拟工业上用过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图所示。
已知:ClO2熔点-59℃、沸点11℃、H2O2沸点150℃
A中的化学方程式:2NaClO3?H2O2?H2SO4?2ClO2??O2??Na2SO4?2H2O
(1)NaClO3放入仪器A中,仪器B中的药品是__________(写化学式)。如果仪器B改成分液漏斗,实验过程中可能会出现的实验现象__________。
(2)C装置有明显缺陷,请绘出合理的装置图(标明气流方向)__________。
(3)向A装置中通入空气,其作用是赶出ClO2,然后通过C再到D中反应。通空气不能过快的原因是__________,通空气也不能过慢原因是__________。 (4)冰水浴冷却的目的是__________。
a.降低NaClO2的溶解度 b.减少H2O2的分解 c.使ClO2变为液态 d.加快反应速率 (5)写出D中发生反应的化学方程式__________,H2O2在反应起到__________作用。假设在反应中消耗掉H2O2a g则有__________mol电子转移。
【答案】H2O2 液体无法顺利滴落 空气流速快时,ClO2不能被充分
吸收 空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解 abc 2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O 还原剂 a/17 【解析】 【分析】
氯酸钠(NaClO3)在酸性条件下与过氧化氢生二氧化氯,ClO2与氢氧化钠溶液和过氧化氢发生氧化还原反应生成NaClO2,NaClO2的溶解度随温度升高而增大,通过冷却结晶,过滤洗涤得到晶体NaClO2?3H2O。 【详解】
(1)NaClO3放入仪器A中,仪器B中的药品是H2O2,仪器B为滴液漏斗,其目的是平衡气压,使得溶液能够顺利滴入,如果仪器B改成分液漏斗,实验过程中可能会出现的实验现象是:分液漏斗中的液体无法顺利滴落,反应无法继续进行;
(2)实验中C的作用是防止倒吸,C装置中的右侧导管太短,不利于气体的流动,合理的装
置图为:;
(3)向A装置中通入空气,其作用是赶出ClO2,然后通过C再到D中反应。空气流速不能过快,因为空气流速快时,ClO2不能被充分吸收;空气流速也不能过慢,空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;
(4) NaClO2的溶解度随温度升高而增大,过氧化氢易分解,所以冰水浴冷却的目的是:降低
NaClO2的溶解度、减少H2O2的分解,由于ClO2的沸点较低,所以还能使ClO2变为液
态,方便使用;
(5)写出D中发生反应的化学方程式为:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O,H2O2在反应中得电子,起到还原剂的作用。反应中存在关系:H2O2~2e-,若在反应中消耗掉
H2O2 a g,则转移的电子的物质的量为:2×a g/(34g·mol-1)= a/17mol。
2.高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下: MnO2熔融氧化:3MnO2+ KClO3+ 6KOH
熔融3K2MnO4+ KCl+3H2O
K2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
将MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液装入三颈烧瓶,再通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______。
(2)MnO2熔融氧化应放在______中加热(填仪器编号)。 ①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
(3)为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A,打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞______,打开旋塞
______,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应。
(4)除去K2MnO4歧化产物中MnO2的操作方法是______。
(5)将三颈烧瓶中所得产物经过一系列操作得到针状的高锰酸钾晶体,最后采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是______。
【答案】长颈漏斗 ④ AC BDE 过滤 高锰酸钾晶体受热易分解 【解析】 【分析】
(1)由实验装置可知,仪器a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。
3.碘酸钾(KIO3)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KIO3的纯度:
其中制取碘酸(HIO3)的实验装置见图,有关物质的性质列于表中
物质 HIO3 KIO3 性质 白色固体,能溶于水,难溶于CCl4 ①白色固体,能溶于水,难溶于乙醇 ----②碱性条件下易发生氧化反应:ClO+IO3=IO4+Cl
回答下列问题
(1)装置A中参加反应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HIO3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KIO3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KIO3晶体析出,应往中和所得的KIO3溶液中加入适量的___________。 (6)取1.000gKIO3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/LNa2S2O3溶液滴定。
2--2-滴定至终点时蓝色消失(I2+2S2O3=2I+S4O6),测得每次平均消耗Na2S2O3溶液
25.00mL。则产品中KIO3的质量分数为___(结果保留三位有效数字)。
【答案】还原性、酸性 5CI2+I2+6H2O==2HIO3+10HCl 充分溶解I2和Cl2,以增大反应物浓度 分液 除去Cl2(或ClO-),防止氧化KIO3 C 乙醇(或酒精) 89.5%。 【解析】