高考化学第二轮专题强化训练9.doc

热考大题专攻练(二)
氧化还原反应与元素化合物综合应用
(满分56分，建议用时25分钟)　大题强化练，练就慧眼和规范，占领高考制胜点！
可能用到的相对原子质量：H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Mg-24
Al-27　Si-28　S-32　Cl-35.5　Fe-56　Cu-64　As-75　I-127
1.(14分)砷(As)与其化合物被广泛应用在除草剂、杀虫剂以及含砷药物中。回答下列问题：
(1)砷是氮的同族元素，且比氮多2个电子层，砷在元素周期表中的位置为第________周期、第________族；AsH3的热稳定性比NH3的热稳定性________(填“强”或“弱”)。
(2)As2O3俗称砒霜，与锌和硫酸混合，会发生反应生成砷化氢、硫酸锌和水，该反应的化学方程式为_____________________。
As2O3是两性偏酸性氧化物，是亚砷酸(H3AsO3)的酸酐，易溶于碱生成亚砷酸盐，写出As2O3与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式________________。
(3)砷在自然界中主要以硫化物矿形式存在，如雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)。As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。若As2S3和SnCl2恰好完全反应，As2S3和SnCl2的物质的量之比为________，反应产生的气体可用________吸收。
(4)As2S3和HNO3有如下反应：As2S3+10H++10N2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O，将该反应设计成原电池，则NO2应该在________(填“正极”或“负极”)附近逸出，该极的电极反应式为________________________。
【解析】(1)氮和砷同主族，非金属性氮大于砷，故氢化物的稳定性AsH3比NH3弱。
(2)As2O3、AsH3中砷的化合价分别为+3、-3价，故As2O3→2AsH3，砷的化合价降低6价，配平反应方程式为6Zn+6H2SO4+As2O36ZnSO4+3H2O+2AsH3。As2O3与氢氧化钠溶液反应生成亚砷酸钠(Na3AsO3)，反应的离子方程式为As2O3+6OH-
2As+3H2O。
(3)As在As2S3中的化合价为+3价，在As4S4中的化合价为+2价，每摩尔As2S3转化为As4S4时得到2 mol e-，而每摩尔SnCl2转化为SnCl4时失去2 mol e-，故二者在反应时物质的量之比为1∶1。H2S既可与NaOH溶液反应，又能与CuSO4溶液反应生成CuS沉淀。
(4)从反应方程式看，HNO3在反应中作氧化剂被还原为NO2，为正极反应：N+e-+2H+NO2↑+H2O。
答案：(1)4　ⅤA　弱
(2)6Zn+6H2SO4+As2O36ZnSO4+3H2O+2AsH3
As2O3+6OH-2As+3H2O
(3)1∶1　氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液
(4)正极　N+e-+2H+NO2↑+H2O
【规律技法】电极反应式的书写步骤
找电源(或现象)→定两极→写电极反应式→写总反应式。即首先看题给条件中有无电源，无电源的是原电池，有电源的是电解池，有时会将两池串联，其中电极的活泼性差别较大的是原电池，另一个就是电解池，然后依据原电池或电解池的工作原理正确书写电极反应式。对于可充电电池，可能会给出总反应式，要能写出正、负极的电极反应式，再针对题目中的已知条件和问题进一步解答。
2.(14分)汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。
(1)氧化还原法消除NOx的转化如下：
NONO2N2
①反应Ⅰ为NO+O3NO2+O2，生成标准状况下11.2 L O2时，转移电子的物质的量是________mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时，氧化产物与还原产物的质量比为________。
(2)使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx，转化过程中发生反应的化学方程式为CO+NOxN2+CO2(未配平)，若x=1.5，则化学方程式中CO2和N2的化学计量数比为________。
(3)吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)。

①装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是N、N，请写出生成等物质的量的N和N时的离子方程式______________________。
②装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生，再生时生成的Ce4+在电解槽的________(填“阳极”或“阴极”)，同时在另一极生成S2的电极反应式为__________________________。
③已知进入装置Ⅳ的溶液中，N的浓度为ag·L-1，要使1 m3该溶液中的N完全转化为NH4NO3，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气____________L
(用含a代数式表示，结果保留整数)。
【解析】(1)①反应Ⅰ中转移电子数为2个e-，标准状况下11.2 L O2为0.5 mol，故转移电子为1 mol。②反应Ⅱ中N2既是氧化产物又是还原产物，CO(NH2)2对应氧化产物，NO2对应还原产物，二者中N之比为4∶3，故氧化产物与还原产物的质量比为4∶3。
(2)根据3CO+2NO1.53CO2+N2，则CO2与N2的化学计量数之比为3∶1。
(3)①假设生成N和N的物质的量均为1 mol，则2 mol NO转变为N和N失电子为4 mol，根据得失电子守恒，则有4 mol Ce4+转化为Ce3+，离子方程式为2NO+4Ce4++3H2ON+N+6H++4Ce3+。
②再生时Ce3+转化为Ce4+，发生氧化反应，故在阳极上生成Ce4+。另一极上HS发生还原反应，生成S2。
③由NN而O22，根据得失电子守恒，设消耗氧气的体积为V，则×2=×4，解得：V≈243a。
答案：(1)①1　②4∶3　(2)3∶1　(3)①2NO+3H2O+4Ce4+N+N+4Ce3++6H+
②阳极　2H++2HS+2e-S2+2H2O　③243a
【规律技法】电极反应式书写与判断的“两看、三注意”审题法
(1)两看。
①一看“电极材料”：若阳极材料是除金、铂以外的其他金属，则在电解过程中，优先考虑阳极材料本身失去电子被氧化，而不考虑溶液中阴离子放电的难易。
②再看“离子放电的难易”：若阳极材料是惰性电极，则在电解过程中首先分析溶液中离子放电的难易。
(2)三注意。
①注正、负(阴、阳)，抓守恒(电子、电荷)，关注介质。当缺氧时，需加H2O生成H+或加OH-生成H2O或加C生成CO2或加O2-生成H2O。
②在碱性介质中不能出现H+或CO2，酸性介质中不能出现OH-，特别要关注非水溶液介质(如熔融碳酸盐、熔融金属氧化物及氢化物)。
③电解池阳极阴离子的放电顺序(失电子由易到难)为S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根；阴极阳离子的放电顺序(得电子由易到难)为Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+。
3.(14分)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下，在溶液中Cu2+稳定，Cu+易在酸性条件下发生反应：2Cu+Cu2++Cu。大多数+1价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。
(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为__，
某同学实验时有黑色物质出现，该黑色物质的化学式为____________。
(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量的KI溶液可能发生反应：
a.2Cu2++4I-2CuI↓(白色)+I2
b.2Cu2++2Cl-+2I-2CuCl↓(白色)+I2
①若a反应是主要反应，需要查询的数据是______________。
②为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是__________。
A.SO2　　　　B.四氯化碳　　　　C.NaOH　　　　D.乙醇
(3)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。
①已知NH5的所有原子都达到稀有气体的稳定结构，NH5是________________(填“离子化合物”或“共价化合物”)，在上述反应中NH5作________________(填“氧化剂”“还原剂”或“既不是氧化剂也不是还原剂”)。
②写出CuH在过量稀盐酸中反应有气体生成的离子方程式：___________。
③将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式。
□CuH+□HNO3□Cu(NO3)2+□H2↑+□+□
(4)将实验制得的CuCl样品2.000 g(杂质不参与反应)溶于一定量的
0.500 0 mol·L-1FeCl3溶液中，加水稀释至200 mL得到溶液，取20.00 mL用0.100 0 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗20.00 mL Ce(SO4)2。有关反应离子方程式：Fe3++CuClFe2++Cu2++Cl-、Ce4++Fe2+Fe3++Ce3+，则样品中CuCl的质量分数为________。
【解析】(1)葡萄糖分子中的醛基被新制Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为红色的Cu2O，由于反应需加热，故Cu2O有可能被氧化为黑色的CuO。
(2)①CuCl2溶液与过量的KI反应，生成的沉淀与CuCl和CuI的Ksp的相对大小有关。②由于a反应和b反应在生成白色沉淀的同时，均有I2生成，而CCl4可萃取其中的I2，且与水不互溶，故反应后加CCl4可顺利观察到白色沉淀。
(3)①NH5的所有原子均达到稀有气体的稳定结构，故NH5可写成NH4H(氢化铵)，氢化铵中-1价的氢将CuSO4溶液中+2价的铜还原为+1价。②CuH在过量稀盐酸中反应生成H2。③将CuH溶解在适量的稀硝酸中发生氧化还原反应，有Cu(NO3)2、H2、NO、H2O四种产物生成。
(4)根据反应关系式：CuCl～Fe2+～Ce4+，得n(CuCl)=0.100 0 mol·L-1×0.02 L×=0.02 mol，则2.000 g样品中CuCl的质量分数w(CuCl)=
×100%=99.50%。
答案：(1)红色　CuO
(2)①Ksp(CuCl)与Ksp(CuI)　②B
(3)①离子化合物　还原剂
②2CuH+2H+Cu2++Cu+2H2↑
③6CuH+16HNO36Cu(NO3)2+3H2↑+4NO↑+8H2O
(4)99.50%
4.(14分)铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：
(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式_____________。
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式____________________________。
(3)火法炼铜的原理：Cu2S+O22Cu+SO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移________mol电子。
(4)据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4
+2Fe2(SO4)3+2H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：

①检验溶液B中Fe3+是否被除尽的实验方法是___________。
②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式：
方案一：________________________________________；
方案二：__________________________________________。
【解析】(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O。
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3，反应的化学方程式为2CuSO4+2Na2CO3+H2OCu2(OH)2CO3+2Na2SO4+CO2↑。
(3)反应中铜元素化合价由+1价降低到0价，氧元素化合价由0价降低到-2价，硫元素化合价由-2价升高到+4价，由方程式可知生成2 mol Cu，转移6 mol电子，则该反应中每生成1 mol Cu，转移3 mol电子。
(4)①检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂可选KSCN溶液，加入KSCN溶液若变红则证明含有Fe3+，若加入后溶液不变红则证明不含Fe3+；
②由硫酸铜溶液得到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜，反应的化学方程式为CuSO4+FeFeSO4+Cu；也可以惰性电极通电电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。
答案：(1)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O
(2)2CuSO4+2Na2CO3+H2OCu2(OH)2CO3+2Na2SO4+CO2↑
(3)3
(4)①加入KSCN溶液若变红则证明含有Fe3+，若加入后溶液不变红则证明不含Fe3+(答案合理即可)
②CuSO4+FeFeSO4+Cu　2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
【加固训练】食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：
氧化性：I>Fe3+>I2；还原性：S2>I-
3I2+6OH-5I-+I+3H2O　KI+I2KI3
(1)某学习小组对加碘盐进行了如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液显红色，该红色物质是__________________(用化学式表示)；CCl4中显紫红色的物质是______________________(用电子式表示)。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_______________、
_____________________________________。
(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。写出潮湿环境中KI与氧气反应的化学方程式：________________。
将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3·H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？________(填“是”或“否”)，并说明理由：__________________
______________________________________。
(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是________。
A.Na2S2O3　　　　　B.AlCl3　　　　　C.Na2CO3　　　　　D.NaNO2
(4)对含Fe2+较多的食盐(假设不含Fe3+)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe2+：_______________________________
【解析】(1)①加KSCN溶液后显红色，发生的反应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，红色物质是Fe(SCN)3；CCl4中显紫红色的物质是I2，其电子式为。
②由题中信息可知，加碘盐中含有Fe3+和I，试液中加入足量KI固体后，发生的离子反应为I+5I-+6H+3I2+3H2O，2Fe3++2I-2Fe2++I2。
(2)KI具有还原性，在潮湿的环境中与O2发生氧化还原反应：O2+4KI+2H2O2I2+4KOH。由题中信息可知，KI3·H2O在受热(或潮湿)的条件下发生反应KI3KI+I2，而KI易被氧气氧化为I2，I2受热易升华，从而引起碘的损失，故KI3·H2O不适合作食盐加碘剂。
(3)由于还原性：S2>I-，故加Na2S2O3可减少KI被氧化；由3I2+6OH-5I-+I
+3H2O可知，I-在碱性条件下不易被氧化为I2，故加入Na2CO3也可减少KI被氧化，故Na2S2O3、Na2CO3均可作稳定剂。
(4)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氯水或过氧化氢等氧化剂，再滴加KSCN溶液，若显红色，则该加碘盐中存在Fe2+，涉及的反应有2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-或2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
答案：(1)①Fe(SCN)3
②I+5I-+6H+3I2+3H2O　2Fe3++2I-2Fe2++I2
(2)O2+4KI+2H2O2I2+4KOH　否
KI3在受热(或潮湿)条件下产生I2和KI，KI易被氧气氧化，I2受热易升华
(3)A、C　(4)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氧化剂(如氯水、过氧化氢等)，再滴加KSCN溶液，若显红色，则该加碘盐中存在Fe2+