全国高考化学氧化还原反应的综合高考真题分类汇总及答案解析
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一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)
1.工业上处理含苯酚废水的过程如下。回答下列问题:
Ⅰ.测定废水中苯酚的含量。 测定原理:
+3Br 2→↓+3HBr 测定步骤:
步骤1:准确量取25.00mL 待测废水于250mL 锥形瓶中。
步骤2:将5.00mL 1amol L -⋅浓溴水(量)迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡。
步骤3:打开瓶塞,向锥形瓶中迅速加入bmL 10.10mol L -⋅KI 溶液(过量),塞紧瓶塞,振荡。
步骤4:滴入2~3滴指示剂,再用10.010mol L -⋅223Na S O 标准溶液滴定至终点,消耗223Na S O 溶液1V mL (反应原理:2223246I 2Na S O 2NaI Na S O +=+)。待测废水换为蒸馏水,重复上述步骤(即进行空白实验),消耗223Na S O 溶液2V mL 。
(1)“步骤1”量取待测废水所用仪器是________。
(2)为了防止溴的挥发,上述步骤中采取的措施包括迅速加入试剂和________。
(3)“步骤4”滴定终点的现象为________。
(4)该废水中苯酚的含量为________1mg L -⋅(用含1V 、2V 的代数式表示)。如果空白实验中“步骤2”忘记塞紧瓶塞,则测得的废水中苯酚的含量________(填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);如果空白实验中“步骤4”滴定至终点时俯视读数,则测得的废水中苯酚的含量________。
Ⅱ.处理废水。采用Ti 基2PbO 为阳极,不锈钢为阴极,含苯酚的废水为电解液,通过电解,阳极上产生羟基(·OH ),阴极上产生22H O 。通过交排列的阴阳两极的协同作用,在各自区域将苯酚深度氧化为2CO 和2H O 。
(5)写出阳极的电极反应式:________。
(6)写出苯酚在阴极附近被22H O 深度氧化的化学方程式:________。
【答案】(酸式)滴定管 塞紧瓶塞 滴入一滴溶液后,锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复原色 ()2194V -V 15
偏低 偏低 2H O e OH H -+-=⋅+ 652222C H OH 14H O 6CO 17H O +=↑+
【解析】
【分析】
向呈有待测废水加入浓溴水反应后得到三溴苯酚的沉淀,再加入KI 溶液与剩下的Br 2发生氧化还原反应得到I 2,方程式为Br 2+2I -===I 2+2Br -,再用Na 2S 2O 3标准溶液滴定I 2,可根据消耗的Na 2S 2O 3标准溶液的体积和浓度算出溶液中剩余的Br 2的物质的量,再设置一个空白实
验测出浓溴水的物质的量,用Br 2总的物质的量-剩余Br 2的物质的量即可得出与苯酚反应的Br 2的物质的量,再结合反应方程式得到苯酚的物质的量,从而求出废水中苯酚的含量,结合实验基本操作及注意事项解答问题。
【详解】
(1)由于苯酚显酸性,因此含苯酚的废水为酸性,“步骤1”中准确量取废水时所用的仪器可选用酸式滴定管,故答案为:酸式滴定管;
(2)由于溴单质易挥发,因此可采用塞进瓶塞、迅速加入试剂等方法防止其挥发,故答案为:塞紧瓶塞;
(3)用0.01mol/LNa 2S 2O 3标准溶液滴定至终点,由于Na 2S 2O 3标准溶液会反应I 2,加入的淀粉遇I 2变成蓝色,所以滴定终点的现象为滴入一滴溶液后,锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复原色,故答案为:滴入一滴溶液后,锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复原色;
(4)根据反应方程式可得各物质的物质的量关系式:
2
22231
122Br ~2KI ~I ~2Na S O 0.005V 0.01V 0.005V 0.01V
剩下的浓溴水中Br 2的物质的量为0.005V 1 mmol ,将待测废液换成蒸馏水时,5mL amol/L 的浓溴水中Br 2的物质的量为0.005V 2 mmol ,则与苯酚参与反应的Br 2的物质的量为0.005(V 2-V 1) mmol ,根据方程式+3Br 2→↓+3HBr 可得苯酚的物质的量为()210.005V -V 3 mmol ,质量为()21940.005V -V 3
⨯mg ,则该废水中苯酚的含量为()()2121-13940.005V -V mg 94V -V 3mg L 251015
L -⨯=⨯g ,若步骤2中忘记塞进瓶塞,溴单质挥发,导致最终消耗的Na 2S 2O 3的体积偏小,则测得苯酚的含量偏低,如果空白实验中步骤4滴定终点时俯视读数,读得的体积偏小,则消耗的Na 2S 2O 3的体积偏小,使测得苯酚的含量偏低,故答案为:()2194V -V 15
;偏低;偏低; (5)由题干信息可知,Ti 基PbO 2为阳极,则阳极H 2O 失去电子产生·OH ,电极反应式为H 2O-e -===H ++·OH ,故答案为:H 2O-e -===H ++·OH ;
(6)根据题干信息可知,苯酚被阴极产生的H 2O 2深度氧化产生CO 2和H 2O ,有氧化还原反应规律得到其反应方程式式为C 6H 5OH+14H 2O 2===6CO 2↑+17H 2O ,故答案为:
C 6H 5OH+14H 2O 2===6CO 2↑+17H 2O 。
2.实验室用酸性蚀刻废液(含Cu 2+、H +、CuC 24l -、Cl -等)和碱性蚀刻废液[N 4H +
、Cu(NH 324)+、NH 3·H 2O 等]制备CuI(白色固体)的实验流程如下:
(1)步骤Ⅰ中发生了多个反应,其中Cu(NH 324)+
与盐酸反应生成Cu(OH)Cl 的离子方程式为______。
(2)步骤Ⅳ需控制pH 为1~2,80 ℃下进行,合适的加热方式是______。
(3)步骤Ⅴ的具体步骤是蒸发浓缩、______、____。
(4)步骤Ⅵ在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。
①装置a 中盛装浓硫酸的仪器的名称是____,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为____。 ②用装置d 中的溶液洗涤制得的CuI 的目的是____,然后再用无水乙醇洗涤的目的是____。
【答案】Cu(NH 324)++3H ++Cl -+H 2O
Cu(OH)Cl↓+4N 4H + 热水浴 冷却结晶 过滤(洗涤) 分液漏斗 Cu+2H 2SO 4(浓)
CuSO 4+SO 2↑+2H 2O 可防止CuI 被空气中的O 2氧化 使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I 2
【解析】
【分析】
由流程图可知,酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合反应得到Cu(OH)Cl 悬浊液,过滤,将Cu(OH)Cl 加水、过浆后,与浓硫酸水浴加热反应生成硫酸铜,硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应生成碘化亚铜白色固体。
【详解】
(1)步骤Ⅰ中Cu(NH 3)42+与盐酸反应生成Cu(OH)Cl 沉淀和氯化铵,反应的离子方程式Cu(NH 3)42++3H ++Cl -+H 2O=Cu(OH)Cl↓+4NH 4+,故答案为:Cu(NH 3)42++3H ++Cl -
+H 2O=Cu(OH)Cl↓+4NH 4+;
(2)步骤Ⅳ为Cu(OH)Cl 加水、过浆后,与浓硫酸在制pH 为1~2,80 ℃下水浴加热反应反应生成硫酸铜,故答案为:热水浴;
(3)步骤Ⅴ为硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,故答案为:冷却结晶;过滤(洗涤);
(4)①装置a 中盛装浓硫酸的仪器为分液漏斗;圆底烧瓶中铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H 2SO 4(浓)
CuSO 4+SO 2↑+2H 2O ,故答案为:分液漏斗;Cu+2H 2SO 4(浓)CuSO 4+SO 2↑+2H 2O ; ②装置d 中的溶液为二氧化硫的饱和水溶液,碘化亚铜具有还原性,易被空气中的氧气氧化,用二氧化硫水的饱和水溶液洗涤碘化亚铜,可以防止碘化亚铜被空气中的氧气氧化;再用无水乙醇洗涤可以溶解除去碘化亚铜表面可能混有的单质碘,并能使固体快速干燥,故答案为:可防止CuI 被空气中的O 2氧化;使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I 2。