2．應(yīng)運用氧化還原原理.在“鐵三角 .即 中的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

電解是最強有力的氧化還原手段，在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用．請回答下列問題：
（1）以銅為陽極，以石墨為陰極，用NaCl溶液作電解液進行電解，得到半導(dǎo)體材料Cu2O和一種清潔能源，則陽極反應(yīng)式為
2Cu+H2O-2e-═Cu2O+2H+
2Cu+H2O-2e-═Cu2O+2H+
，陰極反應(yīng)式為
2H++2e-═H2↑
2H++2e-═H2↑
．
（2）某同學(xué)設(shè)計如圖所示的裝置探究金屬的腐蝕情況．下列判斷合理的是
d
d
（填序號）．

a．②區(qū)銅片上有氣泡產(chǎn)生
b．③區(qū)鐵片的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-
    
.
.
 
Cl2↑
c．最先觀察到變成紅色的區(qū)域是②區(qū)
d．②區(qū)和④區(qū)中銅片的質(zhì)量均不發(fā)生變化
（3）最新研究發(fā)現(xiàn)，用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水的工藝具有流程簡單、能耗較低等優(yōu)點，其原理是使乙醛分別在陰、陽極．發(fā)生反應(yīng)生成乙醇和乙酸，總反應(yīng)式為2CH3CHO+H2O
通電
CH3CH2OH+CH3COOH．實驗室中，以一定濃度的乙醛-Na2SO4．溶液為電解質(zhì)溶液，模擬乙醛廢水的處理過程，其裝置如圖所示．
①若以甲烷堿性燃料電池為直流電源，則燃料電池中b極應(yīng)通入
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
．電解過程中，陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量
不變
不變
（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②在實際工藝處理中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達60%．若在兩極區(qū)分別注入1m3乙醛含量為3000mg/L的廢水，可得到乙醇
1.9
1.9
kg（計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位）．

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某同學(xué)對課本實驗結(jié)論：“葡萄糖與新制氫氧化銅共熱生成紅色的Cu2O沉淀”提出質(zhì)疑，認為紅色沉淀不一定就是氧化亞銅．為了確定紅色沉淀的成分，開展了研究．
（一）提出猜想：
 
．
（二）查閱資料：①Cu2O屬于堿性氧化物； ②Cu+在酸性條件下能發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)；③在空氣中灼燒Cu2O能生成CuO．
（三）制備紅色沉淀：①制備氫氧化銅懸濁液②氫氧化銅懸濁液與葡萄糖共熱．③過濾、洗滌、低溫烘干得紅色粉末．
（四）紅色沉淀探究
該同學(xué)設(shè)計了四種方案：
方案Ⅰ：取該紅色粉末溶于足量稀硝酸中，觀察溶液顏色變化．
方案Ⅱ：取該紅色粉末溶于足量稀硫酸中，觀察是否有殘渣．
方案Ⅲ：稱得干燥坩堝a g，取紅色粉末置于坩堝中再稱得質(zhì)量為b g，在空氣中充分灼燒至完全變黑，并在干燥器中冷卻，再稱量，反復(fù)多次直到質(zhì)量不變，稱得最后質(zhì)量為c g，比較a、b、c的關(guān)系．
方案Ⅳ：裝置如圖所示：（夾持儀器略去）
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試回答下列問題：
（1）請你評價方案Ⅰ和方案Ⅱ．如果你認為該方案合理，請簡述其工作原理；
如果你認為該方案不合理，請簡述原因．
 
．
（2）方案Ⅲ中，如果a、b、c的關(guān)系符合c=
 
可確認紅色粉末是Cu2O．
（3）方案Ⅳ中，實驗前應(yīng)檢驗裝置氣密性，請簡述如何檢驗．
 
．
（4）方案Ⅳ中，要測定紅色粉末的成分，必須測定下列哪些物理量
 
（填序號）．
①通入氫氣體積   ②反應(yīng)前，紅色粉末+雙通管的總質(zhì)量  ③實驗前干燥管的質(zhì)量④完全反應(yīng)后，紅色粉末+雙通管的總質(zhì)量  ⑤雙通管的質(zhì)量  ⑥鋅粒質(zhì)量  ⑦稀硫酸的物質(zhì)的量濃度  ⑧實驗后干燥管的質(zhì)量 ⑨實驗條件下的大氣壓強和室溫
（5）有人提出，在氫氣發(fā)生器與雙通管之間應(yīng)加一個干燥裝置，你認為
 
（選填“需要”或“不需要”），簡述理由
 
．

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我們生活中的許多現(xiàn)象及大量物質(zhì)的應(yīng)用都與氧化還原反應(yīng)有關(guān)。請運用氧化還原反應(yīng)的知識回答下列問題。

⑴ 氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸（HClO）具有殺菌作用，常用于自來水的消毒。在次氯酸（HClO）中，氯元素的化合價為　　　　　 ，氯原子容易得到電子，從而使氯元素化合價降低，因此次氯酸具有　　　　　 。次氯酸具有漂白作用就是基于它的這個性質(zhì)。

⑵ 氮化鋁（AlN）具有耐高溫、抗沖擊，導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。在一定條件下，氮化鋁可通過如下反應(yīng)合成：

　　 Al2O3 + N2 + 3C = 2AlN + 3CO

① 在化學(xué)方程式上標(biāo)出該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

② 在該反應(yīng)中，還原劑是（寫化學(xué)式）　　　　 ，氧化產(chǎn)物是（寫化學(xué)式）　　　　　 。

⑶ 一個體重 50 kg的健康人，體內(nèi)約有2 g鐵，這2 g鐵在人體內(nèi)不是以單質(zhì)的形式存在，而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。正二價鐵離子易被吸收，給貧血者補充鐵時，應(yīng)給予含F(xiàn)e2+的亞鐵鹽，如硫酸亞鐵。服用維生素C，可使食物中的Fe3+還原成Fe2+，有利于人體的吸收。

① 在人體中進行Fe2+　　 Fe3+的轉(zhuǎn)化時，a中的Fe2+作　　　 劑，b中的Fe3+作　　 　　劑。

② “服用維生素C，可使食物中的Fe3+還原成Fe2+”這句話指出，維生素C在這一反應(yīng)中作　　 劑，具有　　　　 性。

③ 市場出售的某種麥片中含有微量的顆粒細小的還原鐵粉，這些鐵粉在人體胃酸（主要成分是鹽酸）的作用下轉(zhuǎn)化為亞鐵鹽，此反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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亞氯酸鈉（NaClO2）是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)．它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在．某同學(xué)查閱資料后設(shè)計生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下．

（1）Ⅰ、Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑分別是
Na2SO3
Na2SO3
、
H2O
H2O
（填化學(xué)式）．
（2）Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是
2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O
2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O
．
（3）A的化學(xué)式是
H2SO4
H2SO4
，裝置Ⅲ中A在
陽
陽
極區(qū)產(chǎn)生．
（4）ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備：5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O．
①該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是
1：4
1：4
．
②研究表明：若反應(yīng)開始時鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl2的含量越大，運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析其原因是
ClO2-的氧化性或Cl-的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強，因此Cl-被氧化得到Cl2
ClO2-的氧化性或Cl-的還原性隨溶液的酸性和濃度的增大而增強，因此Cl-被氧化得到Cl2
．
（5）NaClO2變質(zhì)可分解為NaClO3和NaCl．取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO2試樣均配成溶液，分別與足量FeSO4溶液反應(yīng)時，消耗Fe2+的物質(zhì)的量相同，從電子守恒的角度解釋其原因是
NaClO2變質(zhì)前后分別與Fe2+反應(yīng)時，最終均得到等量NaCl，Cl元素均由+3價變?yōu)?1價，根據(jù)電子守恒，兩個過程中得到的電子的物質(zhì)的量相同
NaClO2變質(zhì)前后分別與Fe2+反應(yīng)時，最終均得到等量NaCl，Cl元素均由+3價變?yōu)?1價，根據(jù)電子守恒，兩個過程中得到的電子的物質(zhì)的量相同
．

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Ⅰ．回答下列問題：
（1）欲量取20.00mL Na2CO3溶液，應(yīng)選用的儀器是
堿式滴定管
堿式滴定管
．
（2）中和熱測定的實驗中，用到的玻璃儀器有燒杯、溫度計、
環(huán)形玻璃攪拌棒
環(huán)形玻璃攪拌棒
、
量筒
量筒
．
（3）在測定硫酸銅晶體中含量的實驗中，稱量操作至少要進行
4
4
次．
Ⅱ．氫氧化銅是一種常用試劑．例如，利用新制氫氧化銅驗證醛類物質(zhì)的還原性．
（1）新制氫氧化銅懸濁液的配制，實驗室制取氫氧化銅懸濁液的操作方法：在試管里加入10%的氫氧化鈉溶液2mL，滴入2%的硫酸銅溶液4～6滴，振蕩即成．這樣操作的目的是
確保氫氧化鈉過量，氫氧化銅呈懸濁狀
確保氫氧化鈉過量，氫氧化銅呈懸濁狀
．
下面是三個研究性學(xué)習(xí)小組分別從不同層面開展的研究性學(xué)習(xí)活動：
（2）研究性學(xué)習(xí)小組甲：對教材實驗結(jié)論“乙醛與新制氫氧化銅反應(yīng)生成的紅色沉淀是Cu2O”提出質(zhì)疑，他們認為紅色沉淀不一定是氧化亞銅．為了確定紅色沉淀的成分，開展了如下研究：提出猜想：
紅色沉淀可能是銅或銅與氧化亞銅的混合物（或紅色固體中可能含有銅）
紅色沉淀可能是銅或銅與氧化亞銅的混合物（或紅色固體中可能含有銅）
．
查閱資料：①氧化亞銅屬于堿性氧化物；②+1價的銅離子在酸性條件下易發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)：③在空氣中灼燒氧化亞銅生成氧化銅．
設(shè)計方案：方案1：取該紅色沉淀溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色變化
方案2：取該紅色沉淀溶于足量的稀硫酸中，觀察是否有殘渣
方案3：稱取紅色沉淀ag，在空氣中充分灼燒至完全變黑，并在干燥器里冷卻，再稱重，反復(fù)多次至到固體恒重，稱得質(zhì)量為bg，比較a，b關(guān)系
方案4：取紅色固體沉淀裝入試管里，加入酸化的硝酸銀溶液，觀察是否有銀白色銀析出．
你認為合理的方案是
方案3
方案3
．
（3）研究性學(xué)習(xí)小組乙針對小組甲的質(zhì)疑，設(shè)計新的探究方案，裝置如圖所示．你認為要測定上述紅色沉淀成分必須測定下列哪些物理量（只填序號）：
②③⑤
②③⑤
．
①通入氫氣體積；②反應(yīng)前，紅色沉淀+硬質(zhì)玻璃管的總質(zhì)量；③完全反應(yīng)后紅色固體+硬質(zhì)玻璃管的總質(zhì)量；④實驗前，干燥管質(zhì)量；⑤硬質(zhì)玻璃管質(zhì)量；⑥鋅粒質(zhì)量；⑦稀硫酸中含溶質(zhì)的量；⑧實驗后，干燥管質(zhì)量
（4）研究性學(xué)習(xí)小組丙上網(wǎng)查閱新聞得知，“2005年諾貝爾化學(xué)獎授予了三位研究綠色化學(xué)的科學(xué)家”．綠色化學(xué)強調(diào)對環(huán)境友好，實現(xiàn)零排放．“變廢為寶”符合綠色化學(xué)要求．他們收集上述紅色沉淀制備化學(xué)試劑-藍礬．請你幫助他們設(shè)計一個簡單且符合綠色化學(xué)要求的實驗方案：
在空氣中充分灼燒該紅色固體至全部轉(zhuǎn)化成氧化銅，加入足量稀硫酸溶解，蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌，用濾紙吸干或通入惰氣帶走水分
在空氣中充分灼燒該紅色固體至全部轉(zhuǎn)化成氧化銅，加入足量稀硫酸溶解，蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌，用濾紙吸干或通入惰氣帶走水分
．

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