【化学】化学氧化还原反应的专项培优 易错 难题练习题
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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.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N2、Cl2、O2和H2O;②Mg3N2易水解;③Cu与N2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:______。
【答案】2NH4ClO 42O2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O↑浓硫酸E F C D裝置中颜色由无色变为橙色 85.0或85 酸式滴定管或移液管用NaOH标准溶液标定硫酸溶液的浓度
【解析】
【分析】
(1)根据得失电子守恒配平高氯酸铵受热分解的化学反应方程式;Mg3N2是离子化合物;(2)A是高氯酸铵受热分解的装置;B是氢氧化钠溶液,可以吸收氯气;C中盛放Mg 粉,可以检验氮气;D中溴化钾可以检验氯气;F中铜粉可以检验氧气;E中盛放液体,根据E装置质量的增加来验证生成的水,所以E中盛浓硫酸;
(3)①根据硫酸体积的精度是0.01mL选择仪器;②要计算NH4ClO4的含量,需要知道硫酸溶液的浓度。
【详解】
(1)根据得失电子守恒配平高氯酸铵受热分解的化学反应方程式为
2NH4ClO 42O2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O↑;Mg3N2是离子化合物,电子式是
;
(2)①A是高氯酸铵受热分解的装置;B是氢氧化钠溶液,可以吸收氯气;C中盛放Mg 粉,可以检验氮气;D中溴化钾可以检验氯气;F中铜粉可以检验氧气;E中盛放液体,根据E装置质量的增加来验证生成的水,所以E中盛浓硫酸;
②根据以上分析,按气流由左至右的方向连接装置:A →E→D →B→E→F→C→E;
③D中溴化钾可以与氯气反应,方程式是2KBr+Cl2=2KCl+Br2,溴水为橙色,所以D裝置中颜色由无色变为橙色可以证明产物中有Cl2;
④C中盛放Mg粉,可以与氮气反应生成Mg3N2,若C装置质量增加了2.38g,说明反应生
成氮气2.38g,则NH4ClO4的分解率是
2.38
100%85%
14
23.5
117.5
g
g
⨯=
⨯;
(3)①根据硫酸体积的精度是0.01mL,准确量取40.00mLH2SO4溶液的玻璃仪器是酸式滴定管;
②为获得样品中NH4ClO4的含量,还需补充的实验是用NaOH标准溶液标定硫酸溶液的浓度。
2.某高中科研小组模拟工业尿素法生产肼(N2H4),具体方法:先将尿素、次氯酸钠和氢氧化钠溶液混合,然后在催化剂存在的条件下反应制得肼,利用氮气吹出混合物中的肼,并
用硫酸吸收制备硫酸肼。具体实验原理图如下:
已知:①肼极易溶于水,长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解。
②硫酸肼(N2H4·H2SO4)是类似于NH4HSO4的盐类,白色固体,微溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇和二氯乙烷等有机溶剂。
③密度:ρ硫酸肼>ρ二氯乙烷>ρ稀硫酸
(1)盛装尿素溶液的装置名称为_____________________;硫酸肼的水溶液中含有多种阳离子,其中阳离子N2H5+的电子式为________________________。
(2)反应前应先通入一段时间氮气,其目的为________________________________。
(3)装置A中发生反应制备肼的离子方程式为_______________________________。
(4)装置B中二氯乙烷的作用为__________________________________________;使用冰水浴的作用__________________________________________________。
(5)装置B反应完全后需经过过滤、洗涤、干燥等操作得到硫酸肼,洗涤过程中最好选择下列那种洗涤剂________________(填字母)。
A.冷水 B.热水 C.无水乙醇 D.饱和食盐水
(6)若实验中所用的NaClO和NaOH混合液中两溶质的浓度均为0.1mol·L−1,则此溶液中离子浓度的大小顺序为______________________________________。
【答案】三颈烧瓶赶走装置中的空气,避免空气与肼反应
CO-+H2O 防倒吸,同时使产物硫酸肼脱离反应混合ClO−+2OH−+CO(NH2)2N2H4+Cl−+2
3
液利于产物析出,同时降温防爆炸 C c(Na+)>c(OH−)>c(ClO−)>c(H+)
【解析】
【分析】
(1)盛装尿素溶液的装置名称为三颈烧瓶;硫酸肼的水溶液中含有多种阳离子,其中阳离子N2H5+可以认为由N2H4与H+通过配位键结合,在N2H4中,每个N原子与两个H原子形成共价键,则两个N原子间还应形成一对共用电子。
(2)反应前应先通入一段时间氮气,其目的为排尽装置内的空气,防止空气与肼反应。
(3)装置A中,碱性溶液,ClO−在催化剂作用下,将CO(NH2)2氧化为N2H4,自身被还原为
CO-和H2O。
Cl−,同时生成23