【化学】化学氧化还原反应的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附详细答案

【化学】化学氧化还原反应的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附详细答案

一、高中化学氧化还原反应

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．高氯酸铵是一种常见的强氧化剂，常用作火箭发射的推进剂。根据下列信息回答问题: 已知:①高氯酸铵受热分解为N 2、Cl 2、O 2和H 2O;②Mg 3N 2易水解;③Cu 与N 2在酒精灯加热条件下不反应。

（1）写出高氯酸铵受热分解的化学反应方程式: _____________，Mg3N2的电子式为

________。

（2）现有23.5g NH4ClO4分解，用下列装置设计实验，验证其分解产物并计算分解率。(注:①装置中空气已除尽;②装置可重复使用;③B~F装置中的试剂均过量且能与相应物质反应完全。)

①用E装置质量的增加来验证生成的气体产物之一，则E中盛放的试剂是:_______。

②请按气流由左至右的方向连接装置:A →E→D →B→______→_____→_______→E (选择B~F 装置，并用B~F字母填空)。

③证明产物中有Cl2的实验现象:________。

④反应结束后，若C装置质量增加了2.38g，则NH4ClO4的分解率是:________%。

（3）样品中NH4ClO4的含量(杂质中不含NH4+)还可用蒸馏法测定(如图所示，加热和夹持装置已略去)，实验步骤如下:

步骤1:组装仪器，检查气密性;准确称取样品a g(不超过0.5g)于蒸馏烧瓶中，加入约150mL 水溶解。

步骤2:准确量取40.00mL 约0.1mol/L H2SO4于锥形瓶中。

步骤3:向蒸馏烧瓶中加入20mL 3mol/L NaOH溶液;加热蒸馏使NH3全部挥发。

步骤4:用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2~3次，洗涤液并入锥形瓶中。

步骤5:向锥形瓶中加2~3滴甲基橙，用c mol/L NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液V1 mL。

步骤6:重复实验2~3次。

回答下列问题:

①步骤2中，准确量取40.00ml H2SO4溶液的玻璃仪器是: __________。

②为获得样品中NH4ClO4的含量，还需补充的实验是:______。