摘要:2.应运用氧化还原原理.在“铁三角 .即 中的相互转化关系.

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电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用.请回答下列问题:
(1)以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为
2Cu+H2O-2e-═Cu2O+2H+
2Cu+H2O-2e-═Cu2O+2H+
,阴极反应式为
2H++2e-═H2
2H++2e-═H2

(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况.下列判断合理的是
d
d
(填序号).

a.②区铜片上有气泡产生
b.③区铁片的电极反应式为2Cl--2e-
    
.
.
 
Cl2

c.最先观察到变成红色的区域是②区
d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极.发生反应生成乙醇和乙酸,总反应式为2CH3CHO+H2O
通电
CH3CH2OH+CH3COOH.实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4.溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图所示.
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
.电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”).
②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%.若在两极区分别注入1m3乙醛含量为3000mg/L的废水,可得到乙醇
1.9
1.9
kg(计算结果保留小数点后1位).
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某同学对课本实验结论:“葡萄糖与新制氢氧化铜共热生成红色的Cu2O沉淀”提出质疑,认为红色沉淀不一定就是氧化亚铜.为了确定红色沉淀的成分,开展了研究.
(一)提出猜想:
 

(二)查阅资料:①Cu2O属于碱性氧化物; ②Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应;③在空气中灼烧Cu2O能生成CuO.
(三)制备红色沉淀:①制备氢氧化铜悬浊液②氢氧化铜悬浊液与葡萄糖共热.③过滤、洗涤、低温烘干得红色粉末.
(四)红色沉淀探究
该同学设计了四种方案:
方案Ⅰ:取该红色粉末溶于足量稀硝酸中,观察溶液颜色变化.
方案Ⅱ:取该红色粉末溶于足量稀硫酸中,观察是否有残渣.
方案Ⅲ:称得干燥坩埚a g,取红色粉末置于坩埚中再称得质量为b g,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器中冷却,再称量,反复多次直到质量不变,称得最后质量为c g,比较a、b、c的关系.
方案Ⅳ:装置如图所示:(夹持仪器略去)
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试回答下列问题:
(1)请你评价方案Ⅰ和方案Ⅱ.如果你认为该方案合理,请简述其工作原理;
如果你认为该方案不合理,请简述原因.
 

(2)方案Ⅲ中,如果a、b、c的关系符合c=
 
可确认红色粉末是Cu2O.
(3)方案Ⅳ中,实验前应检验装置气密性,请简述如何检验.
 

(4)方案Ⅳ中,要测定红色粉末的成分,必须测定下列哪些物理量
 
(填序号).
①通入氢气体积   ②反应前,红色粉末+双通管的总质量  ③实验前干燥管的质量④完全反应后,红色粉末+双通管的总质量  ⑤双通管的质量  ⑥锌粒质量  ⑦稀硫酸的物质的量浓度  ⑧实验后干燥管的质量 ⑨实验条件下的大气压强和室温
(5)有人提出,在氢气发生器与双通管之间应加一个干燥装置,你认为
 
(选填“需要”或“不需要”),简述理由
 
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我们生活中的许多现象及大量物质的应用都与氧化还原反应有关。请运用氧化还原反应的知识回答下列问题。

⑴ 氯气与水反应生成的次氯酸(HClO)具有杀菌作用,常用于自来水的消毒。在次氯酸(HClO)中,氯元素的化合价为      ,氯原子容易得到电子,从而使氯元素化合价降低,因此次氯酸具有      。次氯酸具有漂白作用就是基于它的这个性质。

⑵ 氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击,导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:

   Al2O3 + N2 + 3C = 2AlN + 3CO

① 在化学方程式上标出该反应中电子转移的方向和数目。

② 在该反应中,还原剂是(写化学式)     ,氧化产物是(写化学式)     

⑶ 一个体重 50 kg的健康人,体内约有2 g铁,这2 g铁在人体内不是以单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。正二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含Fe2+的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+,有利于人体的吸收。

① 在人体中进行Fe2+   Fe3+的转化时,a中的Fe2+    剂,b中的Fe3+     剂。

② “服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+”这句话指出,维生素C在这一反应中作   剂,具有     性。

③ 市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化为亚铁盐,此反应的离子方程式为                     

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亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业.它在碱性环境中稳定存在.某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下.

(1)Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是
Na2SO3
Na2SO3
H2O
H2O
(填化学式).
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是
2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O
2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O

(3)A的化学式是
H2SO4
H2SO4
,装置Ⅲ中A在
极区产生.
(4)ClO2是一种高效水处理剂,可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O.
①该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是
1:4
1:4

②研究表明:若反应开始时盐酸浓度越大,则气体产物中Cl2的含量越大,运用氧化还原反应规律分析其原因是
ClO2-的氧化性或Cl-的还原性随溶液的酸性和浓度的增大而增强,因此Cl-被氧化得到Cl2
ClO2-的氧化性或Cl-的还原性随溶液的酸性和浓度的增大而增强,因此Cl-被氧化得到Cl2

(5)NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl.取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液,分别与足量FeSO4溶液反应时,消耗Fe2+的物质的量相同,从电子守恒的角度解释其原因是
NaClO2变质前后分别与Fe2+反应时,最终均得到等量NaCl,Cl元素均由+3价变为-1价,根据电子守恒,两个过程中得到的电子的物质的量相同
NaClO2变质前后分别与Fe2+反应时,最终均得到等量NaCl,Cl元素均由+3价变为-1价,根据电子守恒,两个过程中得到的电子的物质的量相同
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Ⅰ.回答下列问题:
(1)欲量取20.00mL Na2CO3溶液,应选用的仪器是
碱式滴定管
碱式滴定管

(2)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、
环形玻璃搅拌棒
环形玻璃搅拌棒
量筒
量筒

(3)在测定硫酸铜晶体中含量的实验中,称量操作至少要进行
4
4
次.
Ⅱ.氢氧化铜是一种常用试剂.例如,利用新制氢氧化铜验证醛类物质的还原性.
(1)新制氢氧化铜悬浊液的配制,实验室制取氢氧化铜悬浊液的操作方法:在试管里加入10%的氢氧化钠溶液2mL,滴入2%的硫酸铜溶液4~6滴,振荡即成.这样操作的目的是
确保氢氧化钠过量,氢氧化铜呈悬浊状
确保氢氧化钠过量,氢氧化铜呈悬浊状

下面是三个研究性学习小组分别从不同层面开展的研究性学习活动:
(2)研究性学习小组甲:对教材实验结论“乙醛与新制氢氧化铜反应生成的红色沉淀是Cu2O”提出质疑,他们认为红色沉淀不一定是氧化亚铜.为了确定红色沉淀的成分,开展了如下研究:提出猜想:
红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物(或红色固体中可能含有铜)
红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物(或红色固体中可能含有铜)

查阅资料:①氧化亚铜属于碱性氧化物;②+1价的铜离子在酸性条件下易发生自身氧化还原反应:③在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜.
设计方案:方案1:取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化
方案2:取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣
方案3:称取红色沉淀ag,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器里冷却,再称重,反复多次至到固体恒重,称得质量为bg,比较a,b关系
方案4:取红色固体沉淀装入试管里,加入酸化的硝酸银溶液,观察是否有银白色银析出.
你认为合理的方案是
方案3
方案3

(3)研究性学习小组乙针对小组甲的质疑,设计新的探究方案,装置如图所示.你认为要测定上述红色沉淀成分必须测定下列哪些物理量(只填序号):
②③⑤
②③⑤

①通入氢气体积;②反应前,红色沉淀+硬质玻璃管的总质量;③完全反应后红色固体+硬质玻璃管的总质量;④实验前,干燥管质量;⑤硬质玻璃管质量;⑥锌粒质量;⑦稀硫酸中含溶质的量;⑧实验后,干燥管质量
(4)研究性学习小组丙上网查阅新闻得知,“2005年诺贝尔化学奖授予了三位研究绿色化学的科学家”.绿色化学强调对环境友好,实现零排放.“变废为宝”符合绿色化学要求.他们收集上述红色沉淀制备化学试剂-蓝矾.请你帮助他们设计一个简单且符合绿色化学要求的实验方案:
在空气中充分灼烧该红色固体至全部转化成氧化铜,加入足量稀硫酸溶解,蒸发、结晶、过滤、洗涤,用滤纸吸干或通入惰气带走水分
在空气中充分灼烧该红色固体至全部转化成氧化铜,加入足量稀硫酸溶解,蒸发、结晶、过滤、洗涤,用滤纸吸干或通入惰气带走水分

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