1、高考化学化学反应原理( 大题培优 )(1)一、化学反应原理1 为探究 Ag+与 Fe3+氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验：已知：相关物质的溶解度（20） AgCl：1 5 10- 424： 0 796 ggAg SO（1）甲同学的实验如下：序号操作现象将 2 mL 1 mol/ L AgNO3 溶液加产生白色沉淀，随后有黑色固体产生入到 1 mL 1 mol / L FeSO4 溶液中实验取上层清液，滴加KSCN 溶液溶液变红注：经检验黑色固体为Ag 白色沉淀的化学式是_ 。 甲同学得出Ag+ 氧化了 Fe2+的依据是 _。（2）乙同学为探究Ag+和 Fe2+反应的程度，进行实验。a按
2、右图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，指针偏移减小。随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe243溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小( SO )回到零点逆向偏移。 a 中甲烧杯里的电极反应式是_。 b 中电压表指针逆向偏移后，银为 _极（填“正”或“负”）。 由实验得出 Ag+ 和 Fe2+ 反应的离子方程式是 _。（3）为进一步验证乙同学的结论，丙同学又进行了如下实验：序号操作现象将2mL 2molL Fe NO3)3溶液加入有银镜的试管实验/(银镜消失中实验将 2mL1 mol/ L Fe2( SO4) 3
3、 溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失实验将 2mL 2mol/ L FeCl3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失实验 _ （填“能”或“不能”）证明Fe3+氧化了 Ag，理由是_ 。用化学反应原理解释实验与的现象有所不同的原因：_。【答案】 Ag2SO4有黑色固体（ Ag ）生成，加入KSCN 溶液后变红Fe2+ e- Fe3+负2+ Ag+3+ Ag 不能因为 Fe( NO溶液呈酸性，酸性条件下- 也可能氧化 AgFeFe3) 3NO3溶液中存在平衡：+AgCl 比 Ag2SO4-Fe3 AgFe2 Ag ，且溶解度更小， Cl 比 SO42 更有利于降低Ag+浓度，所以实验比实验正向进行
4、的程度更大（或促使平衡正向移动，银镜溶解）。【解析】【分析】【详解】（ 1）将 2mL 1mol / L AgNO3 溶液加入到 1mL 1mol/ L FeSO4 溶液中发生复分解反应会生成硫酸银白色沉淀，银离子具有强氧化性会氧化Fe2+为 Fe3+，银离子被还原为黑色固体金属单质银；取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成；上述分析可知白色沉淀为硫酸银，它的化学式是 Ag2SO4，故答案为 Ag2SO4；甲同学得出 Ag+氧化了 Fe2+的依据是实验现象中，银离子被还原为黑色固体金属单质银，取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成，故答案为有黑色固体（Ag）生成，加
5、入KSCN溶液后变红；（ 2）实验过程中电压表指针偏移，偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银，依据原电池原理可知银做原电池正极，石墨做原电池负极，负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子， a 中甲烧杯里的电极反应式是 Fe2+- e- =Fe3+；故答案为 Fe2+- e-=Fe3+；随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2（SO4） 3 溶液，和乙池组成原电池，发现电压表指针的变化依次为，偏移减小回到零点逆向偏移，依据电子流向可知乙池中银做原电池负极，发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子；故答案为负；由实验现象得出，Ag+和 Fe2+反应生成铁离子和金属银，反应的离子方程式是Fe2
6、+Ag+Fe3+Ag；故答案为Fe2+Ag+Fe3+Ag；（ 3）将 2mL 2mol / L Fe（ NO3） 3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银杯氧化，可能是溶液中铁离子的氧化性，也可能是铁离子水解显酸性的溶液中，硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性，稀硝酸溶解银，所以实验不能证明3+氧化了 Ag，故答案为不Fe能；因为Fe（ NO3 3溶液呈酸性，酸性条件下NO3-也可能氧化 Ag；）将 2mL1mol / L Fe2（ SO4） 3 溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失说明部分溶解，将 2mL 2mol / L FeCl3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银溶解完全，依据上
7、述现象可知，溶液中存在平衡：+-比 SO42-Fe3 +AgFe2 +Ag ，且 AgCl 比 Ag2SO4 溶解度更小， Cl更有利于降低Ag+浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大，故答案为溶液中存在+Fe2+-更有利于降低+平衡： Fe3 +Ag+Ag ，且AgCl 比 Ag2SO4 溶解度更小， Cl 比 SO42Ag浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大。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 8mL0.1 mol L 1 的 KI 溶液于试管 ,滴加 0.1 mol 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：
8、 _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0.1 molL1 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
9、水中大。信息二： Fe3+可与 Fe(CN )6 4 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：实验操作预期现象结论实验 1：在试管 A 加入少量乙醚，充分振荡，静置_若产生蓝色沉淀则 “猜想二 ”成立实验 2： _【答案】 2Fe32I2Fe 2I 2 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 K4Fe（ CN） 6溶液，振荡【解析】【分析】【详解】（1） KI 溶液与
10、FeCl3 溶液离子反应方程式2Fe 32I2Fe2I 2 ；（2） 由信息信息一可得：取萃取后的上层清液滴加2-3 滴 K4Fe（ 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，实验操作预期现象结论若液体分层，上层液体呈血红色。则 “猜想一 ”不成立实验 2：在试管B 中滴加 5-6 滴 K4Fe（CN）6溶液，振荡3 锂离子电池能够实现千余次充放电，但长时间使用后电池会失效，其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染，还会造成资源的浪费。实验室模拟回收锂离子电池中的Co、 Ni、 Li 的流程如图。已知： LiCoO2 难溶于水，易
11、溶于酸。回答下列问题：（ 1） LiCoO2 中 Co 的化合价是 _。（ 2） LiCoO2 在浸出过程中反应的离子方程式是_。（3）浸出剂除了H2O2 外，也可以选择Na2 S2O3 ，比较二者的还原效率H2O2_(填 “ 或”“ ” )NaSO (还原效率：还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。223（ 4）提高浸出效率的方法有 _。（ 5）利用 Cyanex272萃取时， pH 对钴、镍萃取分离效果的影响如图。从图中数据可知，用 Cyanex272 萃取分离时，最佳 pH 是 _。6）反萃取的离子方程式为2H+CoR2+（2=Co +2HR，则反萃取剂的最佳选择是 _。（7）常
12、温下，若水相中的Ni2+的质量浓度为 1.18g L-1 ，则 pH=_时， Ni2+开始沉淀。-15Ksp(Ni(OH)2=2 10 （8）参照题中流程图的表达，结合信息设计完成从水相中分离Ni 和 Li 的实验流程图 (如图 )_ 。已知：提供的无机试剂：NaOH、Na2CO3、 NaF。【答案】 +32LiCoO+6H+H2O2=2Co2+O2 +2Li+4H2Oc(SO)c(OH )c(HSO)c(H )4FeS(s)11O (g) = 2Fe O (s) 8SO (g) H 3408 kJ/mol2232【解析】【分析】（1） Cu 与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；
13、（2）三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自身被还原为亚铁离子；过滤用到的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；（ 3）三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自身被还原为亚铁离子；用 K3Fe （ CN） 6 溶液检验，有蓝色沉淀生成；（ 4） B 中蓝色溶液褪色，明发生了氧化还原反应，反应的离子方程式为：+-2-，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；I 2+SO2+2H2O=4H+2I +SO4（5）若 C中所得溶液只有一种溶质且2-水解溶液呈碱性，氢pH 7，则溶质为 Na2SO， SO332-的水解、水的电离；氧根离子源于 SO3（ 6）发生反
14、应： 4FeS2+11O2=2Fe2O3 +8SO2，计算 4molFeS2 燃烧放出的热量，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式。【详解】（ 1）铜和浓硫酸在加热条件下发生反应的化学方程式为Cu+2HSO4422CuSO+SO+2H O；（2）装置 A 中 SO 做还原剂，被氧化为硫酸根离子，3+2+Fe 作氧化剂，被还原为Fe ，反应离2子方程式为： SO2+2Fe3+2HO2Fe2+SO42- +4H+，则 A 中反应的现象为溶液颜色由黄色逐渐变为浅绿色；过滤用到漏斗、烧杯、玻璃棒，没有用到蒸发皿、石棉网和坩埚，故答案为ABF；（3） SO2 与 FeCl 3 溶液反应的离子方程式
15、3+2-2+2Fe +SO2+2H2O=SO4+2Fe +4H；检验有2+生成的操作方法为取少量A 中反应后的溶液于试管中，滴入2 3 滴FeK3Fe(CN) 6 溶液，有蓝色沉淀生成；（ 4） B 中蓝色溶液褪色，说明 SO2 将 I 2 还原为 I - ，可知 I - 的还原性比 SO2 弱；（ 5） NaOH溶液吸收 SO2 后所得溶液只有一种溶质且pH 7，则溶液中的溶质为 Na2SO3，各离子浓度大小顺序为 c(Na+)c(SO 32 )c(OH )c(HSO3 )c(H +) ；（6）黄铁矿 ( 主要成分为FeS2) 其燃烧产物为 SO2 和 Fe2O3， 1g FeS 2 完全燃
16、烧放出7.1kJ 热量， 480gFeS2 完全燃烧放出3408kJ 热量，反应的热化学方程式为：4FeS2(s)+11O 2(g)=2Fe 2O3(s)+8SO 2(g) H=-3408kJ/mol 。6 硝酸是氧化性酸，其本质是NO3 有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO3 氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）。实验装置编号溶液 X实验 -16 mol L稀硝酸实验现象电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色。电流计指针先向右偏转，很快又偏实验 -1向左边，铝片和铜片表面产生红棕15 mol L浓硝酸色气体，溶液变为绿色。（ 1）实验 中，铝片作 _（填 “正
17、”或 “负 ”）极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是 _ 。（2）实验 中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是_。查阅资料：活泼金属与-1稀硝酸反应有 H2+1 mol L和 NH4 生成， NH4生成的原理是产生 H2的过程中 NO3 被还原。（3）用上图装置进行实验-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向右偏 ：溶液 X 为 1 mol L转。 反应后的溶液中含+ 。实验室检验 NH +的方法是 _。NH44 生成 NH4+的电极反应式是 _。（4）进一步探究碱性条件下NO3的氧化性，进行实验： 观察到 A 中有 NH3 生成， B 中无明显现象。 A、 B 产生不同现象的解释是_。A 中
18、生成 NH 的离子方程式是 _。3（5）将铝粉加入到 NaNO3 溶液中无明显现象，结合实验和 说明理由 _。【答案】负 2NO+O2=2NO2Al 开始作电池的负极，Al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后， Cu 作负极取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+3-8e- 10 H+ NH4+ 3H2OAl 与 NaOH 溶NO液反应产生 H2的过程中可将3-还原为 NH33-NO，而 Mg 不能与 NaOH 溶液反应8Al 3NO5OH- 2H2O 3NH3 8AlO2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2 的过程， NO3 无
19、法被还原【解析】【分析】【详解】（1）实验 中，由于Al的金属活动性比Cu 强，因此Al做负极。铜片表面产生的无色气体是 NO，在液体上方NO 被空气中的氧气氧化成红棕色的NO2，方程式为2NO+O2=2NO2；（2）实验 中， Al 的金属活动性比Cu 强， Al 开始作电池的负极，电流计指针先偏向右边；由于Al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜，阻止了内层金属的进一步反应，因此，Cu作负极，电流计指针偏向左边；（3） 实验室检验NH4+有两种常用方法：方法一，取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+；方法二，取少量待检溶液于试
20、管中，加入浓NaOH 溶液，加热，并在试管口放一蘸有浓盐酸的玻璃棒，若有白烟生成，证明溶液中含NH4+； NH 4+的生成是NO3 被还原的结果，其电极反应式为 NO3- 8e- 10 H+ NH4+ 3H2O（4） 观察到 A 中有 NH3 生成，是由于Al 与 NaOH 溶液反应产生 H2，并且与此同时， H2可将 NO3-还原为 NH3 ； B 中无现象是由于Mg 与 NaOH 溶液不反应； A 中生成 NH3 的离子方程式为 8Al3NO3- 5OH-2H2O 3NH3 8AlO2-；（5）铝与中性的硝酸钠溶液不能生成H2， NO3无法被还原，因此将铝粉加入到NaNO3 溶液中无明显现
21、象。7 亚硫酸钠容易被氧化，某化学兴趣小组为测定某亚硫酸钠样品的纯度，三名学生分别设计了不同实验方案。甲同学的实验方案：称取 10.0g 样品，进行如图所示实验，测得装置 D 中干燥管实验前后增大。(1)写出 B 中发生反应的化学方程式_ 。装置 E 的作用是 _。乙同学的实验方案:称取 10.0g样品，溶于过量的盐酸后，再加入过量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、烘干，称量沉淀质量为0.9g。(2)洗涤沉淀的方法是 _ ，重复 23 次。丙同学的设计方案步骤如下：称取样品 10.0g,加水溶解配成250 mL 溶液 ;量取 25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中 ;用酸化的 0.1502 mol
22、L 1 KMnO4 标准液滴定至终点 ;重复操作 23 次，得出消耗KMnO4 溶液体积的平均值为19.97 mL。(3)滴定中盛装 KMnO4 标准液的仪器是 _ 。(4)写出滴定过程中发生反应的离子方程式:_ 。(5)确定滴定达到终点的操作及现象为_ 。(6)三名学生通过实验数据计算出的样品纯度各不相同，指导教师指出_(填 “甲”、“乙 ”、 “丙 ”)同学实验误差较大,其实验装置存在明显缺陷，理由是_。【答案】 Na2 32424222D 中，影响实SO+H SO =Na SO +SO +H O 防止空气中的CO 和水蒸气进入验结果向漏斗中注入蒸馏水至恰好浸没沉淀，待水自然流下酸式滴定管
23、5SO322MnO4- 6H4 2 2Mn2 3H24溶液，溶液由无色变成浅紫=5SOO滴入最后一滴 KMnO红色，且半分钟内不褪色甲反应结束后，装置中残留一定量的SO22（或 SO 气流速度过快或装置气密性不好），未被装置D 吸收【解析】【分析】长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化生成硫酸钠，也就是说该样品中可能含亚硫酸钠和硫酸钠。甲同学设计的实验方案的原理为用70%硫酸与样品中亚硫酸钠反应生成二氧化硫，通过测定碱石灰吸收二氧化硫的量测定样品的纯度；乙同学设计的实验方案的原理为先将样品溶于过量的盐酸中除去样品中的亚硫酸钠，再加入过量的BaCl2 溶液，过滤、洗涤、烘干，称量硫酸钡沉淀质量，利用
24、硫酸钡沉淀质量测定样品的纯度；丙同学设计的实验方案的原理为利用亚硫酸钠具有还原性，用酸性高锰酸钾标准溶液滴定样品溶液，利用消耗酸性高锰酸钾溶液的量测定样品的纯度。【详解】（1） B 中发生的反应为70%硫酸与样品中亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2气，会导致所测结果偏大，则装置SO4+SO2 +H2O；因碱石灰能吸收空气中的CO2 和水蒸E 中碱石灰的作用是吸收空气中的CO2 和水蒸气，防止CO2 和水蒸气进入D 中，影响实验结果，故答案为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O；防止空气中的CO2 和水蒸气进入D 中，影响实验结果；（ 2）乙同学最终得到是硫酸钡沉淀，洗涤沉
