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高考化学压轴题之氧化还原反应(高考题型整理,突破提升)附答案解析

一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)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(t-BuNO2,以t-Bu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H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。

可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:____________。

(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:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。

①装置a的名称是______________;②该反应需控制温度在65℃,采用的实验措施是____________________;③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①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。

②用滴定管加入0.10mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00mL(假设杂质均不参与反应)。

③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10mol·L-1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:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。

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 .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】t-BuOH +HNO 2t-BuNO 2+H 2O 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(NH 4)2Ce(NO 3)6+2NaN 3===4NH 4NO 3+2Ce(NO 3)3+2NaNO 3+3N 2↑ 65% AC ClO -+2N 3-+H 2O===Cl -+2OH -+3N 2↑【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:40222t-BuOH HNO t-BuNO H O +−−−→+℃; (2) ①装置a 的名称即为恒压滴液漏斗;②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; ③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Ce 4+和3N -中的元素发生了变价,所以反应的方程式为:423634333322(NH )Ce(NO )2NaN =4NH NO 2NaNO 2Ce(NO )3N ++++↑;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110与过量的六硝酸铈铵反应,再用Fe 2+去滴定未反应完的正四价的Ce ,因此有:4244312.0gNaN Ce Fe Ce =0.004molCe 10+++++样品的消耗的消耗的,考虑到Fe 2+与Ce 4+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:243(NaN )10(0.004Fe Ce )0.02mol n ++=⨯-=消耗的,所以叠氮化钠样品的质量分数为:3(NaN )0.02mol 65g/mol 100%==65%2.0g 2.0m w ⨯=⨯; A .润洗锥形瓶,会使步骤②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③会需要加入更多的Fe 2+来消耗叠氮酸钠未消耗掉的Ce 4+,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③用Fe 2+标定未反应的Ce 4+,若开始尖嘴无气泡,结束后出现气泡,则记录的Fe 2+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 Fe 2+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:322ClO 2N H O=Cl 3N 2OH ----+++↑+。

【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.硫酰氯(SO 2Cl 2)和亚硫酰氯(SOCl 2)都是重要的化工试剂,均易水解。

(1)甲同学在实验室利用SO 2和Cl 2在活性炭催化作用下制取SO 2Cl 2,装置如图所示。

①B 装置中冷凝管进水口是___。

(填“m”或“n”),B 中干燥管盛有的物质是___。

②欲制取少量SO 2Cl 2,选择图中的装置(可以重复选用),其连接顺序为:a 、___、h 。

③去除C 装置会降低SO 2和Cl 2的利用率,可能的原因是___(用化学方程式表示)。

(2)SOCl 2水解后无残留物,较SO 2Cl 2是更好的脱水剂。

乙同学设计实验利用SOCl 2和ZnCl 2•xH 2O 制取无水ZnCl 2。

①解释SOCl 2在该实验中的作用是___(写出两点)。

②实验室常用NaOH 溶液吸收SOCl 2,该反应的离子方程式是___。

(3)乙同学认为SOCl 2还可用作由FeCl 3•6H 2O 制取无水FeCl 3的脱水剂,但丙同学认为该实验可能发生副反应使产品不纯。

①可能发生的副反应的化学方程式是___。

②两同学设计如下实验判断该反应的可能性:取少量SOCl 2和FeCl 3•6H 2O 反应后的混合物于试管中,加水溶解,将溶液平分至五支试管,分别进行以下实验,其中能得出合理结论的是___。

A .加入过量稀HNO 3,再滴加几滴AgNO 3溶液B .加入少量稀HNO 3,再滴加几滴BaCl 2溶液C .滴加几滴BaCl 2溶液D .滴加几滴酸性KMnO 4溶液E.滴加几滴KSCN 溶液后,再滴加几滴氯水【答案】m 碱石灰 fgdebced SO 2+Cl 2+2H 2O=H 2SO 4+2HCl SOCl 2作脱水剂,与水反应生成HCl 可以抑制氯化锌的水解 SOCl 2+4OH -=SO 32-+2Cl -+2H 2OSOCl 2+2FeCl 3•6H 2O=FeSO 4+6HCl+FeCl 2+9H 2O BCD【解析】【分析】冷凝管中冷凝水的流向要对流,下进上出;干燥管中根据要求一般填装碱石灰或无水氯化钙,碱石灰同时具有干燥和吸收酸性气体功能,无水氯化钙只有吸水性。

【详解】(1)①B装置中冷凝管进水口是m,B中干燥管盛有的物质是吸收剩余二氧化硫、氯气的碱石灰;故答案为:m;碱石灰;②装置A制备氯气,氯气含氯化氢和水蒸气,通过装置D除去氯化氢,通过装置C吸收水蒸气,得到干燥纯净的氯气,连接装置B的b进入三颈烧瓶,装置E制备二氧化硫气体,通过装置C除去水蒸气,连接装置B的c,欲制取少量SO2Cl2,选择上图中的装置(可以重复选用),其连接顺序为:a、f、g、d、e、b、c、e、d、h;故答案为:fgdebced;③去除C装置会降低SO2和Cl2的利用率,是二氧化硫和氯气和水反应生成硫酸和氯化氢,反应的化学方程式:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;故答案为:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;(2)①氯化锌会水解,SOCl2作脱水剂,与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解,SOCl2在该实验中的作用是:SOCl2作脱水剂,与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解;故答案为:SOCl2作脱水剂,与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解;②用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成,反应的离子方程式:SOCl2+4OH-=SO32-+2Cl-+2H2O;故答案为:SOCl2+4OH-=SO32-+2Cl-+2H2O;(3)①SOCl2具有还原性,三价铁具有氧化性,可能发生氧化还原反应生成硫酸根离子和亚铁离子,反应的化学方程式为:SOCl2+2FeCl3•6H2O=FeSO4+6HCl+FeCl2+9H2O,故答案为:SOCl2+2FeCl3•6H2O=FeSO4+6HCl+FeCl2+9H2O;②SOCl2和FeCl3•6H2O反应后的混合物的主要成分是FeCl3,若发生副反应,还有FeSO4和FeCl2。

由于SOCl2为液体,所以在固体混合物中没有SOCl2。

取少量SOCl2和FeCl3•6H2O反应后的混合物于试管中,加水溶解,溶液中一定有FeCl3,还可能有FeSO4和FeCl2,若要证明有副反应发生,只需证明溶液中有Fe2+或SO42-即可。

A.加入过量稀HNO3,再滴加几滴AgNO3溶液是检验氯离子存在,不能证明副反应是否进行,故A错误;B.加入少量稀HNO3,再滴加几滴BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中有SO42-,能证明有副反应发生,故B正确;C.滴加几滴BaCl2溶液,生成白色沉淀,说明产物中含硫酸根离子,证明发生了副反应,故C正确;D.滴加几滴酸性KMnO4溶液,Fe2+具有还原性,可以使酸性KMnO4溶液褪色,能证明发生了副反应,故D正确;E.滴加几滴KSCN溶液后,由于溶液中有Fe3+,溶液会变红,无法证明Fe2+的存在,故E 错误;故答案为:BCD。

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