2020-2021高考化学备考之氧化还原反应压轴突破训练∶培优 易错 难题篇附详细答案

2020-2021高考化学备考之氧化还原反应压轴突破训练∶培优 易错 难题篇附详细答案

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：+3Br2→↓+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5.00mL1amolL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bmL10.10molLKI溶液(过量)，塞紧瓶塞，振荡。 步骤4：滴入2~3滴指示剂，再用10.010molL223NaSO标准溶液滴定至终点，消耗

223NaSO溶液1VmL(反应原理：2223246I2NaSO2NaINaSO)。待测废水换为蒸馏

水，重复上述步骤(即进行空白实验)，消耗223NaSO溶液2VmL。 (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________1mgL(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22HO。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2HO。 (5)写出阳极的电极反应式：________。

(6)写出苯酚在阴极附近被22HO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-V15 偏低 偏低 2HOeOHH

652222CHOH14HO6CO17HO

【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Br2发生氧化还原反应得到I2，方程式为Br2+2I-===I2+2Br-，再用Na2S2O3标准溶液滴定I2，可根据消耗的Na2S2O3标准溶液的体积和浓度算出溶液中剩余的Br2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Br2总的物质的量-剩余Br2的物质的量即可得出与苯酚反应的Br2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/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，由于Na2S2O3标准溶液会反应I2，加入的淀粉

遇I2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：

222231122

Br~2KI~I~2NaSO0.005V0.01V0.005V0.01V

剩下的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V1 mmol，将待测废液换成蒸馏水时，5mL amol/L的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V2 mmol，则与苯酚参与反应的Br2的物质的量为

0.005(V2-V1) mmol，根据方程式+3Br2→↓+3HBr可得苯酚的物质的

量为210.005V-V3 mmol，质量为21940.005V-V3mg，则该废水中苯酚的含量为21

21-1

3940.005V-Vmg94V-V3mgL251015L

g

，若步骤2中忘记塞进瓶塞，溴单质挥发，

导致最终消耗的Na2S2O3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Na2S2O3的体积偏小，使测得苯酚的含量

偏低，故答案为：2194V-V15；偏低；偏低； (5)由题干信息可知，Ti基PbO2为阳极，则阳极H2O失去电子产生·OH，电极反应式为H2O-e-===H++·OH，故答案为：H2O-e-===H++·OH；

(6)根据题干信息可知，苯酚被阴极产生的H2O2深度氧化产生CO2和H2O，有氧化还原反应

规律得到其反应方程式式为C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O，故答案为：C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O。

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】2NH4ClO42O2↑+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

2NH4ClO42O2↑+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2.38100%85%1423.5117.5gg； （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。

3．硫酸亚铁铵的化学式为（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O，商品名为莫尔盐，可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成。一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化，而形成莫尔盐后就比较稳定了。三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如下表：

温度／℃ 10 20 30 （NH4）2SO4 73.0 75.4 78.0

FeSO4·7H2O 20.0 26.5 32.9