发布时间 : 星期一 文章2020-2021高考化学专题复习氧化还原反应的综合题附详细答案更新完毕开始阅读86ccf011b107e87101f69e3143323968001cf413
2020-2021高考化学专题复习氧化还原反应的综合题附详细答案
一、高中化学氧化还原反应
?1．废水中过量的氨氮(NH3和NH4)会导致水体富营养化。某科研小组用NaClO氧化法处
理氨氮废水。已知：①HClO的氧化性比NaClO强；②NH3比NH4更易被氧化；③国家
?相关标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6~9 。
(1)pH?1.25时，NaClO可与NH4反应生成N2等无污染物质，该反应的离子方程式为
?___________。
(2)进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响分别如图1和图2所示：
①进水pH在1.25~2.75范围内时，氨氮去除率随pH的升高迅速下降的原因是__________。
②进水pH在2.75~6范围内时，氨氮去除率随pH的升高而上升的原因是___________。 ③进水pH应控制在____________左右为宜。
(3)为研究空气对NaClO氢化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通人空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是______(填序号) a.O2的氧化性比NaClO弱 b.O2氧化氨氮速率比NaClO慢 c.O2在废水中溶解度比较小 d.空气中的N2进入废水中
????【答案】3ClO?2NH4?N2??3Cl?3H2O?2H 随着pH的升高，NaClO含量增
大，氧化性降低，导致氨氯去除率下降 随着pH的升高，氨氮废水中NH3含量增大，而
?NH3比NH4更易被氧化 1.5 abc
【解析】 【分析】
(1)pH=1.25时，NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子和水，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；
(2)①进水pH为1.25～2.75范围内，氨氮去除率随pH升高迅速下降是c(OH-)较大，抑制NaClO水解，c(HClO)较小致氧化能力弱；
②进水pH为2.75～6.00范围内氨氮去除率随pH升高而上升，氨气含量增大氨氮易被氧化；
③结合图象变化可知进水pH应控制在1.0左右；
(3)其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变，说明O2氧化氨氮速率比NaClO慢，比次氯酸钠氧化性弱，溶液中溶解的氧气少等原因。 【详解】
(1)pH=1.25时，NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式：3ClO-+2NH4+=N2↑+3Cl-+2H+；
(2)①进水pH为1.25～2.75范围内，氨氮去除率随pH升高迅速下降的原因是：随着PH升高，NaClO含量增大，氧化性能降低，导致氨氮去除率下降；
②进水pH为2.75～6.00范围内，氨氮去除率随pH升高而上升的原因是：随着PH升高氨氮废水中氨气含量增大，氨氮更易被氧化； ③进水pH应控制在1.50左右，氨氮去除率会较大；
(3)研究空气对NaClO氧化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是：O2的氧化性比NaClO弱、O2氧化氨氮速率比NaClO慢、O2在溶液中溶解度比较小；故答案为：abc。
2．据报道，磷酸二氢钾(KH2PO4)大晶体已应用于我国研制的巨型激光器“神光二号”中。利用氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示(部分流程步骤已省略)：
已知萃取的主要反应原理：KCl+H3PO4萃取剂。 请回答下列问题：
KH2PO4+HCl；其中，反应产生的HCl易溶于有机
(1)流程中将氟磷灰石粉碎的目的是__________________________________。
(2)不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽的主要原因是____________(用化学方程式表示)。 (3)副产品N的化学式是____________；在得到KH2PO4晶体的一系列操作Ⅲ，其主要包括____________、过滤、洗涤、干燥等。
(4)若用1000kg质量分数为50.4%的氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12，摩尔质量为504g/mol)来制取磷酸二氢钾晶体，其产率为80%，则理论上可生产KH2PO4(摩尔质量为136g/mol)的质量为_______kg。
(5)电解法制备KH2PO4的装置如图所示．该电解装置中，a 区属于_______区(填“阳极”或“阴极”)，阴极区的电极反应式是________________。
(6)工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，同时逸出SiF4和CO,该反应的化学方程式为________________________________________。 【答案】增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积,加快化学反应速率
4HF+SiO2═SiF4↑+2H2O NH4Cl 蒸发浓缩、冷却结晶 326.4kg 阴极 2H＋＋2e－＝H2↑ 4Ca5P3FO12+21SiO2+30C【解析】 【分析】
氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)粉碎后加入浓硫酸，反应生成氢氟酸、硫酸钙、磷酸等，加入氯化钾后用有机萃取剂，KCl+H3PO4
KH2PO4+HCl，反应产生的HCl易溶于有机萃取
剂，有机相中含有氯化氢，加入氨水反应生成氯化铵，因此副产品主要为氯化铵，水相中含有KH2PO4，经过一系列操作得到KH2PO4晶体。 【详解】
(1)流程中将氟磷灰石粉碎，可以增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积，加快化学反应速率，故答案为增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积，加快化学反应速率；
(2)根据流程图，反应中生成了氢氟酸，氢氟酸能够与二氧化硅反应，因此不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽，故答案为4HF+SiO2═SiF4↑+2H2O；
(3)根据上述分析，副产品N的化学式为NH4Cl；在得到KH2PO4晶体的一系列操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，故答案为NH4Cl；蒸发浓缩、冷却结晶； (4)1000kg质量分数为50.4%的氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)中含有Ca5P3FO12的质量为504kg，根据P元素守恒，理论上可生产KH2PO4的质量为504kg×80%×kg；
(5)根据图示，应该在a区生成KH2PO4，则钾离子由b区移向a区，则a 区属于阴极区；阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑，故答案为阴极；2H＋＋2e－＝H2↑；
(6)用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，同时逸出SiF4和CO，反应的化学方程式为4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C答案为4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C
20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑，故
20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑。
20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑
31?339?2?31?16?4÷=326.4 kg，故答案为326.4
40?5?31?3?19?16?1231
3．小明很喜欢化学实验课，今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。 （1）实验前小明预测说：Fe2+肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是： 。
（2）小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂：3%的H2O2溶液、锌粒、铜L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。 片、0.1mol·
①若小明计划在0.1mol·L-1FeCl2溶液滴入新制氯水，探究Fe2+的还原性，你预计可能发生的反应和现象是： ________ （写离子方程式）、溶液由浅绿色变 色。
②实验中，小明发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。你认为可选 滴入小明所得的混合液中，并通过溶液出现 色的现象，证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2+具有氧化性，小明认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为： 。
（3）小明分析H2O2中氧元素显-1价（中间价），并提出疑问：H2O2与FeCl2的反应时，Fe2+还作氧化剂吗？
①请你为小明梳理相关问题：若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成 （填微粒符号，下同），若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成 。
②实际上Fe2+的还原性较强，实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是： ，相关反应的离子方程式： 。
【答案】（1）因为Fe2+中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低；（2）①Cl2＋2Fe2+＝2Cl－＋2Fe3+，棕黄（黄）；②KSCN溶液， 溶液呈血红（红）色 ；③Zn、Fe、Cu （或Zn>Fe>Cu）；（3）①Fe， Fe3+；② 加入过量铁粉，过滤， 2Fe3++ Fe= 3Fe2+。 【解析】
试题分析：（1）最低价态只具有还原性，最高价态只具有氧化性，中间价态既具有氧化性又有还原性，铁的价态一般是0、+2、+3，+2价位于中间，因此Fe2＋有还原性和氧化性；
＋＋－＋
（2）①氯水具有强氧化性，发生2Fe2＋Cl2=2Fe3＋2Cl，Fe3显黄色或棕黄色；②检验
Fe3＋用KSCN溶液，溶液变红说明Fe3＋的存在；③根据利用金属性强的置换出金属性弱的，铜片无变化，说明Fe的金属性强于铜，锌粒逐渐变小，发生Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe，说明Zn的金属性强于Fe，即金属性强弱：Zn>Fe>Cu；（3）①氧化性：得到电子、化合价降低，Fe2＋转变成Fe，还原性：失去电子、化合价升高，Fe2＋转变成Fe3＋；②利用Fe3＋具有强氧化性，能和金属单质反应，不能引入新的杂质，因此加入单质铁，发生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。
考点：考查铁及其化合物的性质等知识。
4．在古代，橘红色的铅丹（Pb3O4）用于入药和炼丹，人们对其中重金属铅的毒性认识不足。已知：PbO2为棕黑色粉末。某化学兴趣小组对铅丹的一些性质进行实验探究并测定其组成。