高考化学知识点过关培优训练∶化学反应原理含详细答案

高考化学知识点过关培优训练∶化学反应原理含详细答案

一、化学反应原理

1．硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2

实验I：Na2S2O3的制备。工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：

(1)仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。b中利用质量分数为70%?80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。c中试剂为_______ (2)实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______ (写出一条) (3)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______ 实验Ⅱ：探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。 资料：Fe3++3S2O32-?Fe(S2O3)33-(紫黑色) 装置 试剂X 实验现象 Fe2(SO4)3溶液 混合后溶液先变成紫黑色，30s后几乎变为无色

(4)根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______(填操作、试剂和现象)，进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：_______

实验Ⅲ：标定Na2S2O3溶液的浓度

(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g?mol-1)0.5880g。平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-，三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol?L-1

【答案】分液漏斗 蒸馏烧瓶 H2SO4?Na2SO3=Na2SO4?H2O?SO2? 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO2过量，溶液显酸性．产物会发生分解 加入铁氰化钾溶液．产生蓝色沉淀 开始生成 Fe(S2O3)33-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，但Fe3+与S2O32- 氧化还原反应的程度大，导致Fe3++3S2O32-?Fe(S2O3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动，最终溶液几乎变为无色 0.1600 【解析】 【分析】 【详解】

(1)a的名称即为分液漏斗，b的名称即为蒸馏烧瓶；b中是通过浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2，所以方程式为：H2SO4?Na2SO3=Na2SO4?H2O?SO2?；c中是制备硫代硫酸钠的反应，SO2由装置b提供，所以c中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液； (2)从反应速率影响因素分析，控制SO2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度，或者改变反应温度；

(3)题干中指出，硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解，如果通过量的SO2，会使溶液酸性增强，对制备产物不利，所以原因是：SO2过量，溶液显酸性，产物会发生分解； (4)检验Fe2+常用试剂是铁氰化钾，所以加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀即证明有Fe2+生成；解释原因时一定要注意题干要求，体现出反应速率和平衡两个角度，所以解释为：开始阶段，生成Fe(S2O3)3的反应速率快，氧化还原反应速率慢，所以有紫黑色出现，随着Fe3+的量逐渐增加，氧化还原反应的程度变大，导致平衡逆向移动，紫黑色逐渐消失，最终溶液几乎变为无色；

(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应：①6I?Cr2O7?14H=3I2?2Cr2??2??2??3?3??7H2O；

②I2?2S2O3=2I?S4O6；反应①I-被氧化成I2，反应②中第一步所得的I2又被还原成I-，所以①与②电子转移数相同，那么滴定过程中消耗的Cr2O7得电子总数就与消耗的

2?S2O3失电子总数相同 ；在做计算时，不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的

2?滴定。所以假设c(Na2S2O3)=a mol/L，列电子得失守恒式：?解得a=0.1600mol/L。

10.5880?6=a?0.025?1，

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2．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：

步骤1：取8mL0.1mol?L?1的KI溶液于试管,滴加0.1mol?L?1的FeCl3溶液5～6滴,振荡； 请写出步骤1中发生的离子反应方程式：_________________ 步骤2:在上述试管中加入2mLCCl4，充分振荡、静置；

步骤3：取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.1mol?L?1的KSCN溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。

探究的目的是通过检验Fe3+，来验证是否有Fe3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想： 猜想一：KI溶液过量，Fe3+完全转化为Fe2+，溶液无Fe3+

猜想二：Fe3+大部分转化为Fe2+，使生成Fe（SCN）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：

信息一：乙醚比水轻且微溶于水，Fe（SCN）3在乙醚中的溶解度比在水中大。 信息二：Fe3+可与[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，用K4[Fe（CN）6]溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高。

结合新信息，请你完成以下实验：各取少许步骤2静置分层后的上层水溶液于试管A、B中，请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处： 实验操作 实验1：在试管A加入少量乙醚，充分振荡，静置 _____________ ____________ 预期现象 结论 4?若产生蓝色沉淀 实验2：__________________________ 则“猜想二”成立

【答案】2Fe【解析】 【分析】 【详解】

（1） KI溶液与FeCl3溶液离子反应方程式2Fe3?3??2I??2Fe2??I2 若液体分层，上层液体呈血红色。 则“猜想一”不成

立 在试管B中滴加5-6滴K4[Fe（CN）6]溶液，振荡

?2I??2Fe2??I2；

（2）①由信息信息一可得：取萃取后的上层清液滴加2-3滴K4[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，由信息二可得：往探究活动III溶液中加入乙醚，充分振荡，乙醚层呈血红色， 实验操作 预期现象 若液体分层，上层结论 实验2：在试管B中滴加5-6滴K4[Fe（CN）6]溶液，振荡液体呈血红色。 则“猜想一”不成立

3．研究不同 pH 时 CuSO4 溶液对 H2O2 分解的催化作用。资料：a．Cu2O 为红色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu 和Cu2+。b．CuO2 为棕褐色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成 Cu2+和 H2O2。c．H2O2 有弱酸性：H2O2

H+ +HO2-，HO2-

H+ +O22-。

编号 Ⅰ 实验 向 1 mL pH＝2 的 1 mol·L?1 CuSO4溶液中加入 现象 0.5 mL 30% H2O2 溶液 向 1 mL pH＝3 的 1 mol·L?1 CuSO4溶液中加入 出现少量气泡 Ⅱ 立即产生少量棕黄色沉淀，出现较明显气泡 立即产生大量棕褐色沉淀，产生大量气泡 0.5 mL 30% H2O2 溶液 向 1 mL pH＝5 的 1 mol·L? 1CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液 Ⅲ （1） 经检验生成的气体均为 O2，Ⅰ中 CuSO4 催化分解 H2O2 的化学方程式是__。 （2）对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出 2 种假设：ⅰ.CuO2，ⅱ.Cu2O 和CuO2 的混合物。为检验上述假设，进行实验Ⅳ：过滤Ⅲ中的沉淀，洗涤，加入过量硫酸，沉淀完全溶解，溶液呈蓝色，并产生少量气泡。

①若Ⅲ中生成的沉淀为 CuO2，其反应的离子方程式是__。

②依据Ⅳ中沉淀完全溶解，甲同学认为假设ⅱ不成立，乙同学不同意甲同学的观点，理由是__。

③为探究沉淀中是否存在 Cu2O，设计如下实验：

将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后，取 a g 固体溶于过量稀硫酸，充分加热。冷却后调节溶液 pH，以 PAN 为指示剂，向溶液中滴加 c mol·L ? 1EDTA 溶液至滴定终点，消耗 EDTA 溶液 V mL。V=__，可知沉淀中不含 Cu2O，假设ⅰ成立。（已知：Cu2+EDTA= EDTA-Cu2，M(CuO2)＝96 g·mol ? 1，M(Cu2O)＝144 g·mol?1）

（3）结合方程式，运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__ 。 （4）研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH 时 H2O2 分解速率不同的原因。

实验Ⅴ：在试管中分别取 1 mL pH＝2、3、5 的 1 mol·L?1 Na2SO4 溶液，向其中各加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液，三支试管中均无明显现象。

实验Ⅵ：__（填实验操作和现象），说明 CuO2 能够催化 H2O2 分解。

（5）综合上述实验，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH 时 H2O2 的分解速率不同的原因是__。 【答案】2H2O2

O2↑+2H2O H2O2+Cu2+＝CuO2↓+2H+ CuO2与H+反应产生的H2O2具

+

+

溶液有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu 1000a96c中存在H2O2

－

H+ +HO2－，HO2－H+ +O22－，溶液pH增大，两个平衡均正向移动，O22

浓度增大，使得CuO2沉淀量增大 将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，

加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变 CuO2的催化能力强于Cu2+；随pH增大，Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多 【解析】 【分析】 【详解】

（1）由题意可知，在硫酸铜做催化剂作用下，双氧水分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2

O2↑+2H2O，故答案为：2H2O2

O2↑+2H2O；

（2）①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2，说明双氧水与铜离子反应生成过氧化铜和水，反应的离子方程式为H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+，故答案为：H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+；

②由题意可知，过氧化铜能与溶液中氢离子反应生成双氧水，双氧水具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化氧化亚铜或铜，无法观察到红色沉淀，说明假设ⅱ可能成立，乙同学

+

的观点正确，故答案为：CuO2与H反应产生的H2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会

氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu；

③a g过氧化铜的物质的量为96g/mol，由方程式可得如下关系：CuO2—Cu2+—EDTA，则有

ag96g/molagml，故答案为：1000a= c mol/L×V×10—3L，解得V=1000a； 96c96cH+ +HO2－、HO2－

H+ +O22

（3）由题意可知，双氧水溶液中存在如下电离平衡H2O2

－

，溶液pH增大，氢离子浓度减小，两个平衡均正向移动，过氧根浓度增大，使得过氧化

H+ +HO2－，HO2－

H+ +O22－，溶液pH

铜沉淀量增大，故答案为：溶液中存在H2O2

增大，两个平衡均正向移动，O22－浓度增大，使得CuO2沉淀量增大；

（4）若过氧化铜能够催化过氧化氢分解，过氧化氢分解速率加快，催化剂过氧化铜的组成和质量不会发生变化，则实验操作和现象为将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变，故答案为：将Ⅲ中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30％H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变；

（5）由以上实验可知，当溶液pH增大时，双氧水溶液中过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大，过氧化铜的催化能力强于铜离子，使双氧水的分解速率增大，故答案为：CuO2的催化能力强于Cu2+；随pH增大，Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多。 【点睛】

当溶液pH增大时，双氧水溶液中过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大，过氧化铜的催化能力强于铜离子，使双氧水的分解速率增大是解答关键，也是实验设计的关键。

4．亚硝酸钠是一种工业盐，外观与食盐非常相似，毒性较强。 Ⅰ.经查：①Ksp(AgNO2)=2×10，Ksp(AgCl)=1.8×10

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；②Ka(HNO2)=5.1×10。请设计最

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简单的方法鉴别NaNO2和NaCl两种固体______________________ Ⅱ. 某小组同学用如下装置（略去夹持仪器）制备亚硝酸钠

已知：①2NO＋Na2O2=2NaNO2； ②酸性条件下，NO和NO2都能与MnO4－反应生成NO3－和Mn2

＋

。

（1）使用铜丝的优点是________________________。

（2）装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________。