2014年高考化学氧化还原反应试题汇编解析

NaCl SiH2SO4 HClO4
(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101KPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放出44.4KJ,该反应的热化学方程式是 。
(4)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目 。
【答案】(14分)
(1)三、IA 2 1s2s22p63s23p2
(2)< > < <
(3)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H= 177.6KJ/mol(合理答案均给分)
(4) (合理答案均给分)
【解析】(1)Na( )元素位于元素周期表第三周期周期第IA族;Si原子核外电子数为14,核外电子基态排布式为1s22s22p63s23p2。
(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,所以第一电离能:S>Si;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径:O2->Na+;一般来说,原子晶体(Si)的熔点高于离子晶体(NaCl)的熔点,故熔点:Si> NaCl;元素的非金属性越强,元素最高价氧化物的水化物的酸性越强,因为非金属性Cl>S,所以酸性:HClO4> H2SO4;
(3)根据热化学方程式的书写方法,可以写出该反应的热化学方程式为4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H= 177.6KJ/mol;
(4)在此氧化还原反应中(Cl2+2ClO2―=2 ClO2+ 2Cl―),氧化剂是Cl2,还原剂是ClO2―,转移的电子数为2e―,所以用单线桥表示为 。
6.(2014•广东理综化学卷,T33)(17分)H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。
(1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器:30% H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器
①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目:____________
②设计实验方案:在不同H2O2浓度下,测定____________________________________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。
③设计实验装置,完成图20的装置示意图。
④参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示)。
物理量
V[0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3]/mL……
1a……
2a……
(2)利用图21(a)和21(b)中的信息,按图21(c)装置(连能的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________(填“深”或“浅”),其原因是______________________________________________________。

【答案】(17分)
(1)① (3分)②收集到相同体积氧气所需要的时间(或相同时间内,收集到氧气的体积)(2分)
③ (3分)
④(5分)
物理量
实验序号V[0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3]
/mLV[30% H2O2]
/mLV[ H2O]
/mLV[O2]
/mL收集d mL O2所需时间t/s
1abcd t1
2acbdt2
(2)深(2分)。由图21(a)可知H2O2分解 为放热反应,H2O2分解使B瓶中温度升高,再由图21(b)可知反应2NO2(g) N2O4(g),也是放热反应,升温使平衡向左移动, 增大,颜色加深(3分)
【解析】(1)①H2O2在Fe2(SO4)3作催化剂的条件下分解生成H2O和O2,在此反应中H2O2既做氧化剂也做还原剂,所以用双线桥表示电子转移的方向和数目为 ;
②反应速率是单位时间内物质的量浓度的变化量,所以要测定不同浓度的H2O2对分解速率的影响,可以比较收集到相同体积氧气所需要的时间,或比较相同时间内,收集到氧气的体积;
③收集并测量气体的体积,我们可以采用排水法收集氧气,但要用量筒代替集气瓶,这样便于测量其体积,或者用注射器来测量体积,故收集装置是

(2)由图21(a)可知H2O2分解为放热反应,H2O2分解使B瓶中温度升高,再由图21(b)可知反应2NO2(g) N2O4(g),也是放热反应,升温使平衡向左移动, 增大,颜色加深,所以B瓶的颜色比A瓶的颜色深。
7、(2014•海南单科化学卷,T16)(9分)锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列问题:

(1)外电路的电流方向是由__________极流向__________极。(填字母)
(2)电池正极反应式为________________________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?__________(填“是”或“否”)原因是_______________。
(4)MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为______________________________________,K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为______________。
【答案】(9分)
(1)b a (每空1分,共2分)
(2)MnO2+e―+Li+=LiMnO2 (2分)
(3)否 电极Li是活泼金属,能与水反应 (每空1分,共2分)
(4)3MnO2+KClO3+6KOH 2K2MnO4+KCl+3H2O (2分)
2:1 (1分)
【解析】(1)结合所给装置图以及原电池反应原理,可知Li作负极材料,MnO2作正极材料,所以电子流向是从a→b,那么电流方向则是b→a;
(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2”,所以正极的电极反应式MnO2+e―+Li+=LiMnO2;
(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属,能够与水发生反应,故不能用水代替电池中的混合有机溶剂;
(4)由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应,生成K2MnO4” ,可知该反应属于氧化还原反应,Mn元素化合价升高( ),则Cl元素的化合价降低( ),所以方程式为3MnO2+KClO3+6KOH 2K2MnO4+KCl+3H2O;根据“K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4( )和MnO2( )”,根据电子得失守恒,可知生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1。
8、(2014•江苏单科化学卷,T20)(14分)硫化氢的转化是 资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题20图―1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-―2e- S (n―1)S+ S2- Sn2-
①写出电解时阴极的电极反应式: 。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成 。
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如题20图―2所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是 。
②反应中当有1molH2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为 。
③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有 。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸汽和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如题20图―3所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为 。


【答案】(14分)
(1)①2H2O+2e―=H2+2OH― ②Sn2-+2H+=(n-1)S+H2S
(2)①铜、氢、氯 ②0.5mol ③提高混合气体中空气的比例
(3)2H2S===2H2+S2
【解析】(1)①溶液呈碱性,电解时水得到电子,阴极的电极反应式为:2H2O+2e―=H2+2OH―;②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,Sn2-+2H+=(n-1)S+H2S
(2)在物质转化图中,铜元素的化合价都是+2价,氢的化合价均为+1价,氯的化合价均为-1价。反应中1mol硫化氢转变成S,且三价铁不改变,说明硫化氢均被氧气氧化,转移电子数为2mol,消耗氧气的物质的量为0.5mol。根据图表,要不生成CuS,需要提高氧气的量,即提高混合气体中空气的含量。
(3)根据图像,1400°C时,硫化氢由85%减少到40%,氢气由10%增加40%,另一种气体由5%增大到20%,生成物的物质的量之比为2:1,2H2S===2H2+SX根据原子个数守恒,的X=2,反应方程式为:2H2S===2H2+S2
9.(2014•全国理综I化学卷,T27)(15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强的还原性。回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式_______________________。
(2)H3PO2和NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为Ag,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为__________。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为___________(填化学式)。
③NaH2PO2为___________(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显_______(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应,写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式_____
______________________________________。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):

①写出阳极的电极反应____________________________________。
②分析产品室可得到H3PO2的原因___________________________________。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质,该杂质产生的原因是 。
【答案】(1)H3PO2 H++H2PO2-
(2)①+1。②H3PO4。③正盐,碱性。
(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O=2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
(4)①2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2.
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜扩散进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2.
③H3PO4或PO43-。由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4。
【解析】(1)一元酸,只发生一步电离,中强酸是弱电解质:H3PO2 H++H2PO2-
(2)①利用元素化合价代数和为零,得出P元素为+1价。
②H3PO2做还原剂,Ag+是氧化剂,二者1┱4反应,则H3PO2失去4个电子,P元素变为+5价,生成H3PO4。
③由于H3PO2是一元酸,所以NaH2PO2是正盐,弱酸强碱盐水解显碱性。
(3)反应的反应物与产物都给出,是P元素的歧化反应,注意配平就可以:2P4+3Ba(OH)2+6H2O=2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
(4)①阳极室电极上发生氧化反应,失电子的是OH-。2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2↑.
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,H+通过阳膜进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,生成H3PO2.
③由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而生成H3PO3。
10、(2014•上海单科化学卷,T五)(本题12分)硫在自然界中以游离态和多种化合态形式出现。硫的化合物大多具有氧化性或还原性。许多金属硫化物难溶于水。
完成下列填空:
28.硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的化学方程式。
________________________________________________________________
29.石油化工的废气中有H2S。写出从废气中回收单质硫的两种方法(除空气外,不使用其他原料),以化学方程式表示。
______________________________________________________________
______________________________________________________________
30.室温下,0.1 mol/L的硫化氢溶液和0.1 mol/L的碳酸钠溶液,碱性更强的是___________,其原因是____________________________________________________________。
已知: H2S:Ki1=1.3×10-7 Ki2=7.1×10-15
H2CO3:Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11
31.向 ZnSO4溶液中滴加饱和H2S溶液,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,生成ZnS沉淀,用电离平衡原理解释上述现象。
______________________________________________________________________________。
32.将黑色的Fe2S3固体加入足量盐酸中,溶液中有浅黄色固体生成,产物有___________、
______________。过滤,微热滤液,然后加入过量氢氧化钠溶液,可观察到的现象是_____
____________ ____________________________________________。
【答案】(本题12分)
28.5H2S+2KMnO4+3H2 SO4→K2SO4+2MnSO4+8H2O+5S↓
29.2H2S+3O2 2SO2+2H2O,2H2S+ SO2+=3S↓+2H2O;H2S S+H2或2H2S+O2 2S+2H2O
30.硫化钠溶液;硫化氢的Ki2小于碳酸的Ki2,硫化钠更易水解。
31.饱和H2S溶液中电离产生的S2―很少,因此没有沉淀。加入氨水后,促进H2S的电离,S2―离子浓度增大,有沉淀产生。
32.FeCl2、H2S;先有白色沉淀生成,然后沉淀转化为灰绿色,最终转化为红褐色。
【解析】28.根据题目中的信息“H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O”,可知该反应属于氧化还原反应,根据得失电子守恒以及质量守恒,配平方程式得5H2S+2KMnO4+3H2SO4→K2SO4+2MnSO4+8H2O+5S↓;
29.以H2S为原料制取S的方法有,方法一:H2S在氧气中的不完全燃烧,方法二:在加热的条件下H2S的自身分解,方法三:H2S和SO2发生归中反应,所以发生反应的化学方程式有:2H2S+3O2 2SO2+2H2O,2H2S+ SO2+=3S↓+2H2O;H2S S+H2或2H2S+O2 2S+2H2O;
30.酸越弱,相应的盐越容易水解,溶液的碱性就越强。根据电离常数可知,硫化氢的Ki2小于碳酸的Ki2,硫化钠更易水解,即硫化钠溶液的碱性更强;
31.H2S属于弱电解质,存在电离平衡(H2S 2H++S2―),即饱和H2S溶液中电离产生的S2―很少,因此没有沉淀。加入氨水后,促进H2S的电离,S2―离子浓度增大,从而有沉淀产生。
32.根据题目中的信息“将黑色的Fe2S3固体加入足量盐酸中,溶液中有浅黄色固体生成”可知,浅黄色固体是S单质,从而说明该反应属于氧化还原反应。黑色的Fe2S3固体加入足量的盐酸中,生成H2S和氯化铁,氯化铁可氧化H2S生成S,加入氢氧化钠,可生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁,可观察到产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色沉淀。
11.(2014•天津理综化学卷,T9)(1 8分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。

Ⅰ.制备Na2S2O3•5H2O
反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)=====△Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60 min。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。
回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的 是__________________________。
(2)仪器a的名称是________,其作用是____________________。
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是______________。检验是否存在该杂质的方法是____________________________。
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol•L-1碘的标准溶液滴定。
反应原理为2S2O2-3+I2===S4O2-6+2I-
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:________________________________。
(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。产品的纯度为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)______________。

Ⅲ.Na2S2O3的应用
(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液 中易被Cl2氧化成SO2-4,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为_______________ _____________________________。
【答案】(18分)
(1)使硫粉易于分散到溶液中
(2)冷凝管 冷凝回流
(3)Na2SO4 取少量产品溶于过量盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4
(4)S2O2-3+2H+===S↓+SO2↑+H2O
(5)由无色变蓝色
(6)18.10 3.620×10-3MW×100%
(7)S2O2-3+4Cl2+5H2O===2SO2-4+8Cl-+10H+
【解析】(1)硫粉难溶于水,微溶于乙醇,故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。(2)装置中仪器a是冷凝管,起冷凝回流汽化的反应物的作用。(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4,故可能存在的无机杂质是Na2SO4;检验产品中是否含有Na2SO4,即检验SO2-4是否存在,需要防止SO2-3的干扰,故不能用具有强氧化性的硝酸酸化,而应用盐酸酸化,过滤除去不溶物,再向滤液中滴加氯化钡溶液。(4)产品发黄,说明产品中含有硫杂质,这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定,发生歧化反应:2H++S2O2-3===S↓+SO2↑+H2O所致。(5)滴定终点时,过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝,可指示滴定终点。(6)起始读数为0.00 mL,终点读数为18.10 mL,所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL-0.00 mL=18.10 mL;根据2Na2S2O3•5H2O~2S2O2-3~I2,得n(Na2S2O3•5H2O) =2n(I2)=2×0.100 0 mol•L-1×18.10×10-3 L=3.620×10-3 mol,则产品的纯度3.620×10-3 mol×M g/molW g×100%=3.620×10-3MW×100%。(7)S2O2-3被Cl2氧化成SO2-4,Cl2被还原为Cl-,首先根据化合价升降总数相等写出S2O2-3+4Cl2→2SO2-4+8Cl-,然后根据原子守恒和电荷守恒写出S2O2-3+4Cl2+5H2O===2SO2-4+8Cl-+10OH-。
12.(2014•浙江理综化学卷,T26)(15分)某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成了如下实验:

另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40g固体1。请回答如下问题:
⑴画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图_______,写出气体甲的电子式_______。
⑵X的化学式是______,在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为_______。
⑶白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_______(用化学反应方程式表示)。
⑷一定条件下,气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能的化学反应方程式_______,并设计实验方案验证该反应的产物_______。
【答案】(15分)
(1) ::O::C::O::
(2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2 CaO+FeO+2CO2 ↑
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)3FeO+3CO2 Fe2O3+CO
检测Fe2O3:将固体用稀盐酸溶解,加入KSCN溶液若显红色,标明产物中有Fe(III)
检验CO:将气体通过灼热的CuO,黑色固体变为红色
【解析】无机矿物盐加入盐酸生成气体甲,隔绝空气加热,得到固体甲,则甲为二氧化碳,根据质量变化,则二氧化碳质量为4.4g,为0.1mol。固体1加水后生成溶液1,通入二氧化碳,生成沉淀,继续通入,沉淀溶解,说明溶液1是氢氧化钙,则固体1中有氧化钙;固体2加入盐酸,溶解,加入氢氧根,生成白色沉淀,通入空气,生成红褐色沉淀氢氧化铁,则固体2为氧化亚铁。故无机矿物盐中含有铁、钙,碳、氧,四种元素,根据质量关系,氧化钙和氧化亚铁物质的量为0.1mol,质量为6.4g,可以推出矿物盐为CaFe(CO3)2 ;(1)金属元素钙的原子结构示意图 ,二氧化碳电子式为::O::C::O::
(2)矿物盐为CaFe(CO3)2;在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为CaFe(CO3)2 CaO+FeO+2CO2 ↑
(3)氢氧化亚铁在空气中被氧气氧化生成红褐色沉淀,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)二氧化碳气体还可以与氧化亚铁反应生成生成三氧化二铁,证明产物的方法是取适量固体,加入稀盐酸溶解,滴入几滴硫氰化钾溶液,若溶液变红色,则产物含有三价铁。将产生的气体通入红热的氧化铜,若生成紫红色铜,则产物含有一氧化碳。
13.(2014•重庆理综化学卷,T11)(14分)氢能是最重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。
(1)氢气是清洁能源,其燃烧产物为 。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO3,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为 ,反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为 。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。xkb1.com
(g) (g)+3H2(g)
在某温度下,向恒容容器中加入环已烷,其起始浓度为amol•L-1,平衡时苯的浓度为bmol•L-1,该反 应的平衡常数K=
(4)一定条件下,题11图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。

①导线中电子转移方向为 。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为 。
③该储氢装置的电流效率η= 。(η=生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数×100%,计算结果保留小数点后1位。)
【答案】(14分)
(1)H2O
(2)NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑,4NA或2.408×1024
(3)27b4a-bmol3•L-3
(4)①A D ②C6H6+6H++6e-=C6H12 ③64.3%
【解析】(1)氢气完全燃烧的产物是H2O;
(2)反应前后B元素的化合价没有变化,均显+3价,所以NaBH4中H元素的化合价为-1价,H2O中H元素显+1价,所以该反应是H元素之间的归中反应,即产物有H2,故反应的方程式为NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑;1mol NaBH4参加反应转移的电子数为4mol。
(3)利用三段式解题
(g) (g)+3H2(g)
起始(mol/L) a 0 0
转化(mol/L) b b 3b
平衡(mol/L) a-b b 3bxkb1.com
化学平衡常数K= = mol3/L3;
(4)①根据反应的 +3H2 ,可知H元素失去电子,做负极,所以电子流向A→D;②反应物是 ,产物是 ,介质是H+,所以电极反应式为 +6 H++6e-= 。