高考化学 化学反应原理综合试题及详细答案

高考化学化学反应原理综合试题及详细答案一、化学反应原理1．硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2实验I：Na2S2O3的制备。

工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：(1)仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。

b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。

c中试剂为_______(2)实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______ (写出一条)(3)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______实验Ⅱ：探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。

资料：Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)装置试剂X实验现象Fe2(SO4)3溶液混合后溶液先变成紫黑色，30s 后几乎变为无色(4)根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______(填操作、试剂和现象)，进一步证实生成了Fe2+。

从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：_______实验Ⅲ：标定Na2S2O3溶液的浓度(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。

平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-，三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1【答案】分液漏斗 蒸馏烧瓶 24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑ 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO 2过量，溶液显酸性．产物会发生分解 加入铁氰化钾溶液．产生蓝色沉淀 开始生成 Fe(S 2O 3)33-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，但Fe 3+与S 2O 32- 氧化还原反应的程度大，导致Fe 3++3S 2O 32-⇌Fe(S 2O 3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动，最终溶液几乎变为无色 0.1600【解析】【分析】【详解】(1)a 的名称即为分液漏斗，b 的名称即为蒸馏烧瓶；b 中是通过浓硫酸和Na 2SO 3反应生成SO 2，所以方程式为：24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑；c 中是制备硫代硫酸钠的反应，SO 2由装置b 提供，所以c 中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液；(2)从反应速率影响因素分析，控制SO 2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度，或者改变反应温度；(3)题干中指出，硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解，如果通过量的SO 2，会使溶液酸性增强，对制备产物不利，所以原因是：SO 2过量，溶液显酸性，产物会发生分解；(4)检验Fe 2+常用试剂是铁氰化钾，所以加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀即证明有Fe 2+生成；解释原因时一定要注意题干要求，体现出反应速率和平衡两个角度，所以解释为：开始阶段，生成3233Fe(S O )-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，所以有紫黑色出现，随着Fe 3+的量逐渐增加，氧化还原反应的程度变大，导致平衡逆向移动，紫黑色逐渐消失，最终溶液几乎变为无色；(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应：①2327226I Cr O 14H =3I 2Cr7H O --++++++；②2222346=I 2S O 2I S O ---++；反应①I -被氧化成I 2，反应②中第一步所得的I 2又被还原成I -，所以①与②电子转移数相同，那么滴定过程中消耗的227Cr O -得电子总数就与消耗的223S O -失电子总数相同 ；在做计算时，不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。

所以假设c (Na 2S 2O 3)=a mol/L ，列电子得失守恒式：10.58806=a 0.02513294⨯⨯⨯⨯，解得a=0.1600mol/L 。

2．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：步骤1：取8mL0.11mol L -⋅的KI 溶液于试管,滴加0.11mol L -⋅的FeCl 3溶液5～6滴,振荡； 请写出步骤1中发生的离子反应方程式：_________________步骤2:在上述试管中加入2mLCCl 4，充分振荡、静置；步骤3：取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.11mol L -⋅的KSCN 溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。

探究的目的是通过检验Fe 3+，来验证是否有Fe 3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。

针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想：猜想一：KI 溶液过量，Fe 3+完全转化为Fe 2+，溶液无Fe 3+猜想二：Fe 3+大部分转化为Fe 2+，使生成Fe （SCN ）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：信息一：乙醚比水轻且微溶于水，Fe （SCN ）3在乙醚中的溶解度比在水中大。

信息二：Fe 3+可与46[()]Fe CN -反应生成蓝色沉淀，用K 4[Fe （CN ）6]溶液检验Fe 3+的灵敏度比用KSCN 更高。

结合新信息，请你完成以下实验：各取少许步骤2静置分层后的上层水溶液于试管A 、B 中，请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处： 实验操作预期现象 结论 实验1：在试管A 加入少量乙醚，充分振荡，静置 _____________ ____________ 实验2：__________________________ 若产生蓝色沉淀则“猜想二”成立【答案】322222FeI Fe I +-++=+ 若液体分层，上层液体呈血红色。

则“猜想一”不成立 在试管B 中滴加5-6滴K 4[Fe （CN ）6]溶液，振荡 【解析】【分析】【详解】（1） KI 溶液与FeCl 3溶液离子反应方程式322222Fe I Fe I +-++=+；（2）①由信息信息一可得：取萃取后的上层清液滴加2-3滴K 4[Fe （CN ）6]溶液，产生蓝色沉淀，由信息二可得：往探究活动III 溶液中加入乙醚，充分振荡，乙醚层呈血红色， 实验操作 预期现象结论若液体分层，上层液体呈血红色。

则“猜想一”不成立 实验2：在试管B 中滴加5-6滴K 4[Fe （CN ）6]溶液，振荡3．研究不同 pH 时 CuSO 4 溶液对 H 2O 2 分解的催化作用。

资料：a ．Cu 2O 为红色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu 和Cu 2+。

b ．CuO 2 为棕褐色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu 2+和 H 2O 2。

c ．H 2O 2 有弱酸性：H 2O 2 H + +HO 2-，HO 2- H + +O 22-。

编号实验现象Ⅰ向1mL pH＝2的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液出现少量气泡Ⅱ向1mL pH＝3的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生少量棕黄色沉淀，出现较明显气泡Ⅲ向1mL pH＝5的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生大量棕褐色沉淀，产生大量气泡（1）经检验生成的气体均为O2，Ⅰ中CuSO4催化分解H2O2的化学方程式是__。

（2）对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出2种假设：ⅰ.CuO2，ⅱ.Cu2O和CuO2的混合物。

为检验上述假设，进行实验Ⅳ：过滤Ⅲ中的沉淀，洗涤，加入过量硫酸，沉淀完全溶解，溶液呈蓝色，并产生少量气泡。

①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2，其反应的离子方程式是__。

②依据Ⅳ中沉淀完全溶解，甲同学认为假设ⅱ不成立，乙同学不同意甲同学的观点，理由是__。

③为探究沉淀中是否存在Cu2O，设计如下实验：将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后，取a g固体溶于过量稀硫酸，充分加热。

冷却后调节溶液pH，以PAN为指示剂，向溶液中滴加c mol·L−1EDTA溶液至滴定终点，消耗EDTA溶液V mL。

V=__，可知沉淀中不含Cu2O，假设ⅰ成立。

（已知：Cu2++EDTA= EDTA-Cu2+，M(CuO2)＝96g·mol−1，M(Cu2O)＝144g·mol−1）（3）结合方程式，运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__。

（4）研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2分解速率不同的原因。

实验Ⅴ：在试管中分别取1mL pH＝2、3、5的1mol·L−1Na2SO4溶液，向其中各加入0.5mL30% H2O2溶液，三支试管中均无明显现象。

实验Ⅵ：__（填实验操作和现象），说明CuO2能够催化H2O2分解。

（5）综合上述实验，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2的分解速率不同的原因是__。

【答案】2H2O2O2↑+2H2O H2O2+Cu2+＝CuO2↓+2H+ CuO2与H+反应产生的H2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu 1000a96c溶液中存在H2O2H+ +HO2－，HO2－H+ +O22－，溶液pH增大，两个平衡均正向移动，O22－浓度增大，使得CuO2沉淀量增大将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变 CuO2的催化能力强于Cu2+；随pH增大，Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多【解析】【分析】【详解】（1）由题意可知，在硫酸铜做催化剂作用下，双氧水分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2O2↑+2H2O，故答案为：2H2O2O2↑+2H2O；（2）①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2，说明双氧水与铜离子反应生成过氧化铜和水，反应的离子方程式为H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+，故答案为：H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+；②由题意可知，过氧化铜能与溶液中氢离子反应生成双氧水，双氧水具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化氧化亚铜或铜，无法观察到红色沉淀，说明假设ⅱ可能成立，乙同学的观点正确，故答案为：CuO2与H+反应产生的H2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu；③a g过氧化铜的物质的量为ag96g/mol，由方程式可得如下关系：CuO2—Cu2+—EDTA，则有ag 96g/mol = c mol/L×V×10—3L，解得V=1000a96cml，故答案为：1000a96c；（3）由题意可知，双氧水溶液中存在如下电离平衡H2O2H+ +HO2－、HO2－H+ +O22－，溶液pH增大，氢离子浓度减小，两个平衡均正向移动，过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大，故答案为：溶液中存在H2O2H+ +HO2－，HO2－H+ +O22－，溶液pH 增大，两个平衡均正向移动，O22－浓度增大，使得CuO2沉淀量增大；（4）若过氧化铜能够催化过氧化氢分解，过氧化氢分解速率加快，催化剂过氧化铜的组成和质量不会发生变化，则实验操作和现象为将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变，故答案为：将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变；（5）由以上实验可知，当溶液pH增大时，双氧水溶液中过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大，过氧化铜的催化能力强于铜离子，使双氧水的分解速率增大，故答案为：CuO2的催化能力强于Cu2+；随pH增大，Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多。