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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 ClO2 是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,为了运输和贮存便利常将其制成NaClO2 固体,模拟工业上用过氧化氢法制备NaClO2 固体的实验装置如图所示。已知: ClO2 熔点 -59、沸点 11、 H 2O2 沸点 150A 中的化学方程式:2NaClO 3H 2O 2H 2SO42ClO 2O 2Na 2SO42H 2O(1) NaClO 3 放入仪器 A 中,仪器 B 中的药品是 _( 写化学式 )。如果仪器 B 改成分液漏斗,实验过程中可能会出现的实验现象_。(2) C 装置有明显缺陷,请绘出合理的装置图(标明气流方向 )_。(3)向 A 装置中通入空气,其作用是赶出ClO2 ,然后通过C 再到 D 中反应。通空气不能过快的原因是_ ,通空气也不能过慢原因是_。(4)冰水浴冷却的目的是_ 。a.降低NaClO2 的溶解度b.减少H 2 O2 的分解c.使 ClO2 变为液态d.加快反应速率(5)写出 D 中发生反应的化学方程式_ , H 2O2 在反应起到 _作用。假设在反应中消耗掉H 2O2a g 则有 _ mol 电子转移。【答案】 H2O2液体无法顺利滴落空气流速快时,ClO2 不能被充分吸收空气流速过慢时,ClO2 不能及时被移走,浓度过高导致分解abc2ClO +H O +2NaOH=2NaClO +O +2H O 还原剂 a/17222222【解析】【分析】氯酸钠 (NaClO32)在酸性条件下与过氧化氢生二氧化氯,ClO 与氢氧化钠溶液和过氧化氢发生氧化还原反应生成 NaClO22的溶解度随温度升高而增大,通过冷却结晶,过滤洗涤, NaClO得到晶体NaClO2?3H2O。【详解】(1) NaClO 3 放入仪器 A 中,仪器 B 中的药品是 H2O2,仪器 B 为滴液漏斗,其目的是平衡气压,使得溶液能够顺利滴入,如果仪器B 改成分液漏斗,实验过程中可能会出现的实验现象是:分液漏斗中的液体无法顺利滴落,反应无法继续进行;(2)实验中 C 的作用是防止倒吸,C 装置中的右侧导管太短,不利于气体的流动,合理的装置图为:;(3)向 A 装置中通入空气,其作用是赶出 ClO2 ,然后通过 C 再到 D 中反应。空气流速不能过快,因为空气流速快时, ClO2 不能被充分吸收;空气流速也不能过慢,空气流速过慢时, ClO2 不能及时被移走,浓度过高导致分解;(4) NaClO2 的溶解度随温度升高而增大,过氧化氢易分解,所以冰水浴冷却的目的是:降低NaClO2 的溶解度、减少H 2 O2 的分解,由于ClO2 的沸点较低,所以还能使ClO2 变为液态,方便使用;(5)写出 D 中发生反应的化学方程式为:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2 +2H2O, H 2 O2 在反应中得电子,起到还原剂的作用。反应中存在关系:H 2O2 2e-,若在反应中消耗掉-1。H 2O 2 a g ,则转移的电子的物质的量为: 2 a g/(34gmol)= a/17mol2 亚氯酸钠( NaClO2)是二氧化氯(ClO2)泡腾片的主要成分。实验室以氯酸钠(NaClO3)为原料先制得ClO2,再制备NaClO2 粗产品,其流程如图:已知: ClO2可被 NaOH 溶液吸收,反应为23222ClO +2NaOH=NaClO +NaClO +H O。无水 NaClO2 性质稳定,有水存在时受热易分解。(1)反应中若物质 X 为 SO2,则该制备ClO2 反应的离子方程式为_。(2)实验在如图 -1 所示的装置中进行。若 X 为硫磺与浓硫酸,也可反应生成ClO2。该反应较剧烈。若该反应在装置A 的三颈烧瓶中进行,则三种试剂(a.浓硫酸; b.硫黄; c.NaClO3 溶液)添加入三颈烧瓶的顺序依次为_(填字母)。反应中双氧水的作用是_。保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高ClO2 吸收率的操作有:装置A 中分批加入硫黄、 _(写出一种即可)。(3)将装置 B 中溶液蒸发可析出 NaClO2,蒸发过程中宜控制的条件为_(填 “减压 ”、 “常” “ ”压 或 加压 )。(4)反应所得废液中主要溶质为Na2SO4 和 NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源。为从中获得芒硝( Na2SO410H2O)和石膏(水合硫酸钙),请补充完整实验方案:_,将滤液进一步处理后排放(实验中须使用的试剂和设备有:CaO固体、酚酞、冰水和冰水浴)。已知: CaSO42424-2 所示。不溶于 Na SO水溶液; Na SO 的溶解度曲线如图【答案】 2ClO3- +SO2 2ClO2 +SO42- cab 作还原剂 水浴加热时控制温度不能过高(或加一个多孔球泡等) 减压 向废液中分批加入适量 CaO 固体并搅拌,用冰水浴控制反应温度,对浊液取样并滴加酚酞,至溶液呈浅红色时停止加入CaO。静置后过滤,用水洗涤沉淀 2-3 次得到石膏;滤液蒸发浓缩,冷却结晶至32.4 以下,接近0,过滤,所得晶体用冰水洗涤2-3 次,低温干燥得到芒硝【解析】【分析】用二氧化硫将 NaClO3 还原制得 ClO2, ClO2 和 NaOH 反应制得 NaClO3 和 NaClO2,再用过氧化氢将 NaClO3 还原成 NaClO2 制得 NaClO2 粗品。【详解】(1) SO2作还原剂, S 化合价升高2,被氧化成42- ,ClO3-作氧化剂,被还原成ClO2, ClSO化合价降低1,结合电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒可书写离子方程式:2ClO3-+SO2 2ClO2+SO42-,故答案为:2ClO3-+SO22ClO2+SO42-;(2)反应剧烈,浓硫酸只能在最后添加,结合流程图可知先加NaClO3,所以顺序为:先加 NaClO3,再加 S,最后加浓硫酸,故答案为:cab;反应中 NaOH和 ClO2 反应生成 NaClO3 和 NaClO2,过氧化氢的作用是将NaClO3 还原成NaClO2,过氧化氢会分解,温度不宜太高,所以控制A 中水浴加热时温度不过高,或者在B 中搅拌、或者加一个多孔球泡,故答案为:作还原剂;水浴加热时控制温度不能过高(或加一个多孔球泡等);( 3)无水 NaClO2 性质稳定,有水存在时受热易分解,应该减压,让水分尽快蒸发,故答案为:减压;(4)加入一定量 CaO使 NaHSO4 反应成 CaSO4,为了保证 NaHSO4 反应完,所加 CaO需稍过量, CaO过量溶液就显碱性了,可以用酚酞作指示剂,当溶液变为浅红色时停止加CaO, CaSO4 不溶于 Na2 SO4 水溶液,此时可用过滤、洗涤的方法得到石膏,此时滤液为Na2 SO4溶液,还不是芒硝,从图上看,可将温度调整32.4 以下,形成芒硝,析出芒硝晶体,过滤、洗涤、干燥就可得芒硝了,为了使芒硝产率较高,可用冰水洗涤,降低因溶解损失的量,故答案为:向废液中分批加入适量CaO固体并搅拌,用冰水浴控制反应温度,对浊液取样并滴加酚酞,至溶液呈浅红色时停止加入CaO。静置后过滤,用水洗涤沉淀2-3次得到石膏;滤液蒸发浓缩,冷却结晶至 32.4以下,接近 0,过滤,所得晶体用冰水洗涤 2-3 次,低温干燥得到芒硝。【点睛】结合图像,温度低于 32.4以下,硫酸钠结晶得到芒硝,温度降低,芒硝的溶解度减小,可用冰水洗涤减小损失率。3 过硫酸钠 (Na2S2O8)具有极强的氧化性,且不稳定,某化学兴趣小组探究过硫酸钠的相关性质,实验如下。已知SO3 是无色易挥发的固体,熔点16.8 ,沸点 44.8。(1)稳定性探究 (装置如图 ):分解原理: 2Na2 2 82432S O2Na SO2SO O 。此装置有明显错误之处,请改正:_ ,水槽冰水浴的目的是_ ;带火星的木条的现象_ 。(2)过硫酸钠在酸性环境下,在Ag 的催化作用下可以把Mn2 氧化为紫红色的离子,所得溶液加入 BaCl2 可以产生白色沉淀,该反应的离子方程式为_ ,该反应的氧化剂是 _,氧化产物是 _。(3)向上述溶液中加入足量的BaCl2,过滤后对沉淀进行洗涤的操作是_ 。(4)可用 H2 2 4溶液滴定产生的紫红色离子,取20mL 待测液,消耗1的 H2 2 4C O0.1mol LC O溶液 30mL,则上述溶液中紫红色离子的浓度为_molL 1,若 Na22 8S O 有剩余,则测得的紫红色离子浓度将 _(填 “偏高 ”“偏低 ”或 “不变 ”)。【答案】试管口应该略向下倾斜冷却并收集 SO3木条复燃2Mn2 5S2O 8H2O2MnO 10SO
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