一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)1.碘酸钾(3KIO)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3KIO的纯度:其中制取碘酸(3HIO)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CCl4KIO3①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3HIO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3KIO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3KIO 晶体析出,应往中和所得的3KIO 溶液中加入适量的___________。
(6)取1.000g 3KIO 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 223Na S O 溶液滴定。
滴定至终点时蓝色消失(2--2-22346I +2S O =2I +S O ),测得每次平均消耗223Na S O 溶液25.00mL 。
则产品中3KIO 的质量分数为___(结果保留三位有效数字)。
【答案】还原性、酸性 22235CI +I +6H O==2HIO +10HCl 充分溶解2I 和2Cl ,以增大反应物浓度 分液 除去2Cl (或-ClO ),防止氧化3KIO C 乙醇(或酒精) 89.5%。
【解析】【分析】装置A 用于制取Cl 2,发生的反应为:KClO 3+6HCl(浓)=KCl+3Cl 2↑+3H 2O ,装置B 中发生的是制取HIO 3的反应,装置C 为尾气处理装置,既要吸收尾气中的HCl 和Cl 2,还要防止倒吸。
【详解】(1)装置A 中发生的反应为:KClO 3+6HCl(浓)=KCl+3Cl 2↑+3H 2O ,浓盐酸中的Cl 元素有一部分失电子转化为Cl 2,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)装置B 中发生的反应为:5Cl 2+I 2+6H 2O=2HIO 3+10HCl ,Cl 2和I 2均难溶于水,易溶于CCl 4,加入CCl 4可使二者溶解在CCl 4中,增大反应物浓度,故答案为:5Cl 2+I 2+6H 2O=2HIO 3+10HCl ;充分溶解I 2和Cl 2,以增大反应物浓度;(3)分离B 中制得的HIO 3水溶液的操作为分液,HIO 3溶液中混有的Cl 2在碱性条件下转化为ClO -,ClO -会将IO 3-氧化为IO 4-,因此在中和前需要将Cl 2除去,故答案为:分液;除去Cl 2(或ClO -),防止氧化KIO 3;(4)尾气中主要含HCl 和Cl 2,需用NaOH 溶液吸收,同时要防止倒吸,故答案为:C ; (5)因为KIO 3难溶于乙醇,向KIO 3溶液中加入乙醇可降低其溶解度,促使KIO 3晶体析出,故答案为:乙醇(或酒精);(6)每20mLKIO 3溶液中,加入KI 溶液和稀盐酸发生的反应为:IO 3-+5I -+6H +=3I 2+3H 2O ,滴定时发生的反应为:I 2+2S 2O 32-=2I -+S 4O 62-,可列出关系式:IO 3-~3I 2~6S 2O 32-,每次平均消耗的n(S 2O 32-)= 0.1004mol/L×0.025L=0.00251mol ,则每20mLKIO 3溶液中,n(KIO 3)=n(IO 3-)= n(S 2O 32-)÷6=0.00251mol÷6=0.000418mol ,200mL 溶液中,n(KIO 3)=0.00418mol ,产品中KIO 3的质量分数=214g mol 0.00418mol ×100%1g/ =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KIO 3的物质的量,需扩大10倍才能得到1g 样品中KIO 3的物质的量。
2.常温下,三硫代碳酸钠(Na 2CS 3)是玫瑰红色针状固体,与碳酸钠性质相近。
在工农业生产中有广泛的用途。
某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。
实验一:探究Na 2CS 3的性质(1)向Na 2CS 3溶液中滴入酚酞试液,溶液变红色。
用离子方程式说明溶液呈碱性的原因_________。
(2)向Na 2CS 3溶液中滴加酸性KMnO 4溶液,紫色褪去。
该反应中被氧化的元素是__________。
实验二:测定Na 2CS 3溶液的浓度按如图所示连接好装置,取50.0mLNa 2CS 3溶液置于三颈瓶中,打开分液漏斗的活塞,滴入足量2.0mol/L 稀H 2SO 4,关闭活塞。
已知:Na 2CS 3 + H 2SO 4=Na 2SO 4+ CS 2 + H 2S↑。
CS 2和H 2S 均有毒。
CS 2不溶于水,沸点46℃,密度1.26g/mL ,与CO 2某些性质相似,与NaOH 作用生成Na 2COS 2和H 2O 。
(1)盛放碱石灰的仪器的名称是_______,碱石灰的主要成分是______(填化学式)。
(2)C 中发生反应的离子方程式是____________。
(3)反应结束后打开活塞K ,再缓慢通入N 2一段时间,其目的是_________。
(4)为了计算Na 2CS 3溶液的浓度,对充分反应后B 中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得8.4g 固体,则三颈瓶中Na 2CS 3的物质的量浓度为______。
【答案】CS 32- +H 2O ⇌HCS 3-+OH - S 干燥管 CaO 和NaOH CS 2 +2OH - =COS 22-+H 2O 将装置中残留的的H 2S 、CS 2全部排入后续装置中,使其被完全吸收 1.75mol/L【解析】【分析】实验一:(1)Na 2CS 3的水溶液中加入酚酞变红色,说明Na 2CS 3是强碱弱酸盐;(2)根据Na 2CS 3中元素化合价是否是该元素的最高价态来进行判断;实验二:(1)根据仪器的图形判断仪器的名称;碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠;(2)A 中生成的CS 2可与NaOH 作用生成Na 2COS 2和H 2O ;(3)反应结束后打开活塞k ,再缓慢通入热N 2一段时间是把生成的硫化氢和二硫化碳全部赶入后面装置完全吸收;(4)当A 中反应完全后,打开K 缓慢通入热N 2一段时间,然后对B 中混合物进行过滤、洗涤、干燥,称重,得8.4g 黑色固体,n (CuS)=96g 8.4g /mol=0.0875mol ,根据关系式Na 2CS 3~H 2S ~CuS 得n (Na 2CS 3)=n (CuS)=0.0875mol ,根据c =n V 计算A 中Na 2CS 3溶液的浓度。
【详解】实验一:(1)Na 2CS 3的水溶液中加入酚酞变红色,说明Na 2CS 3是强碱弱酸盐,则CS 32-在水中发生水解,离子方程式为:CS 32- +H 2O ⇌HCS 3-+OH -;(2)Na 2CS 3中Na 为+1价,C 为+4价,都是元素的最高价态,不能被氧化,S 为-2价,是硫元素的低价态,能够被氧化,所以被氧化的元素是S ;实验二:(1)盛放碱石灰的仪器为干燥管,碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠;(2)A 中生成的CS 2可与NaOH 作用生成Na 2COS 2和H 2O ,相关离子方程式为:CS 2 +2OH - =COS 22-+H 2O ;(3)反应结束后打开活塞k ,再缓慢通入热N 2一段时间,其目的是:将装置中的H 2S 全部排入B 中被充分吸收;将装置中的CS 2全部排入C 中被充分吸收;(4) 当A 中反应完全后,打开K 缓慢通入热N 2一段时间,然后对B 中混合物进行过滤、洗涤、干燥,称重,得8.4g 黑色固体,n (CuS)=96g 8.4g /mol=0.0875mol ,根据关系式Na 2CS 3~H 2S ~CuS 得n (Na 2CS 3)=n (CuS)=0.0875mol ,c (Na 2CS 3)=0.0875mol 0.05L =1.75mol/L 。
3.小明很喜欢化学实验课,今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说:Fe 2+肯定既有还原性又有氧化性。
你认为他预测的依据是: 。
(2)小明欲用实验证明他的预测。
实验室提供了下列试剂:3%的H 2O 2溶液、锌粒、铜片、0.1mol·L -1FeCl 2溶液、KSCN 溶液、新制氯水。
①若小明计划在0.1mol·L -1FeCl 2溶液滴入新制氯水,探究Fe 2+的还原性,你预计可能发生的反应和现象是: ________ (写离子方程式)、溶液由浅绿色变 色。
②实验中,小明发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议可以通过检验Fe 2+被氧化的产物Fe 3+的存在以获取证据。
你认为可选 滴入小明所得的混合液中,并通过溶液出现 色的现象,证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe 2+具有氧化性,小明认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入FeCl 2溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小。
由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为: 。
(3)小明分析H 2O 2中氧元素显-1价(中间价),并提出疑问:H 2O 2与FeCl 2的反应时,Fe 2+还作氧化剂吗?①请你为小明梳理相关问题:若Fe 2+在反应中表现出氧化性应转化成 (填微粒符号,下同),若Fe 2+在反应中表现出还原性应转化成 。
②实际上Fe 2+的还原性较强,实验室的FeCl 2溶液常因氧化而变质。
除杂的方法是: ,相关反应的离子方程式: 。
【答案】(1)因为Fe 2+中铁元素化合价处于中间价态,可以升高也可以降低;(2)①Cl 2+2Fe 2+=2Cl -+2Fe 3+,棕黄(黄);②KSCN 溶液, 溶液呈血红(红)色 ;③Zn 、Fe 、Cu(或Zn>Fe>Cu );(3)①Fe , Fe 3+;② 加入过量铁粉,过滤, 2Fe 3++ Fe= 3Fe 2+。