2020-2021高考化学培优(含解析)之氧化还原反应含答案

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(5)反应中的Na2SO3溶液中存在如下平衡:H2O

2-

H++OH-和SO32-的水解平衡的两种方程

2-

式。由于SO3是二元弱酸的酸根离子,因此存在两步水解平衡SO3+H2OHSO3+H2O

--+

2-+

2-2-

OH+HSO3,

--

--

OH+H2SO3;Na2SO3=2Na+ SO3;c(Na)>c(SO3),SO3水解产生OH和HSO3,

-+

2-

HSO3-进一步水解还要消耗HSO3-,同时产生OH-,因此c(OH-)>c(HSO3-);在溶液中还存在水的电量平衡,所以c(HSO3)>c(H);在溶液中盐水解的程度是很微弱的,所以c(SO3)>c(HSO3-)>c(H+);

(6)在Na2SO3溶液中滴加稀盐酸若恰好发生反应:Na2SO3+HCl=NaCl+NaHSO3。则由于NaHSO3溶液呈酸性。所以至中性时,n(HCl)

)>c(OH-);因此在该溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-

12.大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放,脱硝的方法有多种。 完成下列填空: Ⅰ直接脱硝

(1)NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气。在10L密闭容器中,NO经直接脱硝反应时,其物质的量变化如图1所示。则0~5min内氧气的平均反应速率为___mol/(L?min)。

Ⅱ臭氧脱硝

(2)O3氧化NO结合水洗可完全转化为HNO3,此时O3与NO的物质的量之比为___。 Ⅲ氨气脱硝

(3)实验室制取纯净的氨气,除了氯化铵外,还需要___、___(填写试剂名称)。不使用碳酸铵的原因是___(用化学方程式表示)。

(4)吸收氨气时,常使用防倒吸装置,图2装置不能达到此目的是___。

NH3脱除烟气中NO的原理如图3:

(5)该脱硝原理中,NO最终转化为___(填化学式)和H2O。当消耗1molNH3和0.25molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为___L。 【答案】0.015 1:2 消(熟)石灰 碱石灰 (NH4)2CO3N2 22.4L 【解析】 【分析】

(1)由图象得到NO物质的量变化,计算得到氧气物质的量变化,结合化学反应速率概念计算V=

2NH3↑+CO2↑+2H2O d

?c; ?t(2)O3氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO3,反应的化学方程式为:O3+2NO+H2O=2HNO3;

(3)实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成,氨气是碱性气体,干燥需要碱性干燥剂,不使用碳酸铵的原因是碳酸铵加热生成氨气同时会生成二氧化碳气体; (4)氨气极易溶于水,在水溶液中易发生倒吸,根据气体压强的知识进行分析; (5)①由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水; ②根据氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量计算。 【详解】

(1)在10L密闭容器中,NO经直接脱硝反应时,其物质的量变化如图1所示,NO在5min内变化物质的量8.0mol﹣6.5mol=1.5mol,NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气,2NO=

0.75molO2+N2,生成氧气物质的量0.75mol,则0~5min内氧气的平均反应速率=10L=

5min0.015mol/L?min;

(2)O3氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO3,反应的化学方程式为:O3+2NO+H2O=2HNO3,此时O3与NO的物质的量之比为1:2;

(3)实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成,氨气是碱性气体,干燥需要碱性干燥剂,实验室制取纯净的氨气,除了氯化铵外,还需要消(熟)石灰、碱石灰,不使用碳酸铵的原因是碳酸铵加热生成氨气同时会生成二氧化碳气体,反应的化学方程式为:(NH4)2CO3

2NH3↑+CO2↑+2H2O;

(4)装置abc中都有一个容积较大的仪器,它们能够吸收较多的液体,从而不会使倒吸的液体进入前面的装置,可以防止倒吸,d中导气管插入到水中,氨气极易溶于水,易引起倒吸,不能防倒吸,应是四氯化碳在下层,水在上层,防止倒吸且能吸收氨气,故答案为:

d;

(5)①由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水,所以NO最终转化为N2和H2O;

②氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水,反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量,2mol NH3转化为N2失去6mol电子,0.25mol O2得到1mol电子,则NO转化为N2得到的电子为2mol,所以NO的物质的量为1mol,其体积为22.4L。

13.已知反应①2F2+2H2O=4HF+O2↑;②AlCl3+3NaHCO3=Al(OH)3↓+3NaCl+3CO2↑ ;③2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;④SO2+H2O=H2SO3⑤SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;⑥NaH+H2O=NaOH+H2↑;⑦CO+H2O

高温CO2+H2;⑧3NO2+H2O = 2HNO3+NO

(1)上述反应中不属于氧化还原反应的有(填序号,下同)_____________

(2)H2O被氧化的是_____________;属于氧化还原反应,但H2O既不被氧化,也不被还原的是_____________。

(3)写出⑤的离子反应方程式_____________。

(4)用双线桥法表示反应⑧中电子转移的方向和数目,并指出氧化产物和还原产物。双线桥法:_____________;氧化产物:_____________;还原产物:_____________。 【答案】②④ ① ⑤⑧ SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl- HNO3 NO 【解析】 【分析】

(1)含元素化合价变化的反应为氧化还原反应;

(2)水被氧化,则水中O元素的化合价升高,水被还原,则水中H元素的化合价降低;若水中H、O元素的化合价不变,则H2O既不被氧化,又不被还原; (3)根据拆写原则写出离子方程式;

(4)根据反应寻找失电子和得电子的元素的原子,双线桥即标出失电子的元素指向同种元素,得电子的元素指向同种元素,化合价升高或降低的数目就是转移的电子数,据此书写; 【详解】

(1)只有②④反应中没有元素的化合价变化,不属于氧化还原反应, 故答案为:②④;

(2)只有①水中O元素的化合价升高,水被氧化;只有⑤⑧中属于氧化还原反应,但水中H、O元素的化合价不变,则H2O既不被氧化,又不被还原, 故答案为:①;⑤⑧;

(3)⑤SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,硫酸和氯化氢是两种强酸,要拆成离子的形式,二氧化硫,水是氧化物写化学式,氯气是单质也要写化学式,故离子方程式是:

SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-

故答案为:SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-

(4)该反应中,只有氮原子化合价变化,电子转移的方向和数目为

,化合价升高对应的产物是氧化产物,即是硝酸,化合价

降低对应的还原产物,即是NO, 故答案为:【点睛】

根据氧化还原反应的特征定义进行判断:有元素化合价升降的反应就是氧化还原反应。

HNO3 ; NO ;

14.高锰酸钾(KMnO4)是中学化学中常用的强氧化剂,实验室中可通过以下两步反应制得KMnO4:

①MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH═3K2MnO4+KCl+ 3H2O; ②K2MnO4歧化: K2MnO4+ CO2—— KMnO4+ MnO2↓+ K2CO3。 已知K2MnO4溶液呈绿色,KMnO4溶液呈紫红色,二者都具有强氧化性。 请回答下列问题:

(1)反应①中的氧化剂是___。

(2)配平反应②: K2MnO4+ CO2—— KMnO4+ MnO2↓+ K2CO3。___ 该反应中氧化产物是___,每消耗11.2L(标准状况)CO2,转移电子数目为___。 (3)下列方法或操作最能表明K2MnO4已歧化完全的一项是___(填字母)。 A.通过观察溶液颜色变化,由绿色变成紫红色

B.取上层清液少许于试管中,继续通入CO2,无沉淀产生

C.取上层清液少许于试管中,加入还原性较强的FeSO4溶液,溶液紫红色褪去

--

(4)在稀硫酸中,MnO4和H2O2能发生氧化还原反应,MnO4被还原为Mn2+,并有氧气

放出,请写出该氧化还原反应的离子方程式:___。实验中发现,当加入的少量KMnO4完全反应后,H2O2仍能发生反应并快速放出气体。其可能的原因是___。

【答案】KClO3 3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+1MnO2↓+2K2CO3 KMnO4 0.5NA B 5H2O2+2MnO4-+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O 生成Mn2+对H2O2分解具有催化作用 【解析】 【分析】

(1)由反应①的化学方程式可知,反应中锰元素化合价升高被氧化,氯元素化合价降低被还原;

(2)由未配平反应②化学方程式可知,反应中反应中锰元素化合价即升高又降低,锰酸钾既是氧化剂又是还原剂,高锰酸钾是氧化产物,二氧化锰是还原产物;由化学方程式计算反应转移电子数目;

(3)如果溶液中存在K2MnO4,通入CO2会产生沉淀,且K2MnO4溶液显绿色,KMnO4溶液紫红色;


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