高中 | 氧化还原反应方程式的书写及配平 题目答案及解析

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必修一

第二章 化学物质及其变化

第三节 氧化还原反应

氧化还原反应方程式的书写及配平

亚硝酰氯$\rm (\text{NOCl}$,熔点$-64.5\text{ }{}^\circ \text{C}$,沸点$-5.5\text{ }{}^\circ \text{C}\rm )$为黄色气体,遇水剧烈水解生成氮的两种氧化物和氯化氢。如图,实验室可由氯气与一氧化氮反应制备$\text{NOCl}$

仪器$\rm a$的名称为                ,其中发生的离子方程式为                

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蒸馏烧瓶 ; $3\\text{Cu}+8{{\\text{H}}^{+}}+2\\text{NO}_{3}^{-}=3\\text{C}{{\\text{u}}^{2+}}+2\\text{NO}\\uparrow +4{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}$

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仪器$\rm a$的名称为蒸馏烧瓶;发生的反应为$\rm Cu$和稀硝酸生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子方程式为:$3\text{Cu}+8{{\text{H}}^{+}}+2\text{NO}_{3}^{-}=3\text{C}{{\text{u}}^{2+}}+2\text{NO}\uparrow +4{{\text{H}}_{2}}\text{O}$

试剂$\rm X$                ,结合$\text{NOCl}$的性质,推测$\rm D$中使用冰盐浴而不用冰水浴的原因是                

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浓硫酸 ; 冰盐浴的温度能低于$\\text{NOCl}$的沸点,从而使$\\text{NOCl}$冷凝液化,而冰水浴温度高则不能起到冷凝作用。

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据分析可知,试剂$\rm X$为浓硫酸,氯气与一氧化氮在$\rm D$中生成$\rm NOCl$,冰盐浴可控制温度低于$\rm -5.5\;\rm ^\circ\rm C$,冰水浴只能控制温度到$\rm 0\;\rm ^\circ\rm C$,故冰盐浴可使亚硝酰氯冷凝,而冰水浴不能,故而使用冰盐浴而不用冰水浴;

尾气含有$\text{NO}$$\text{C}{{\text{l}}_{2}}$$\text{NOCl}$,某同学建议用$\text{NaOH}$溶液进行尾气处理。无水$\text{CaC}{{\text{l}}_{2}}$的作用是                ,写出$\text{NaOH}$溶液吸收$\text{NOCl}$的化学方程式                

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防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,与$\\text{NOCl}$反应 ; $\\text{NOCl}+2\\text{NaOH}=\\text{NaCl}+\\text{NaN}{{\\text{O}}_{2}}+{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}$

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无水氯化钙能吸收水分,防止$\rm NaOH$溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶中,使$\rm NOCl$水解;$\rm NOCl$遇水剧烈水解生成氮的两种氧化物和氯化氢,$\rm NOCl$中氮元素化合价为$\rm +3$价,则两种氮氧化物为$\rm NO_{2}$$\rm NO$,所以$\rm NOCl$在氢氧化钠溶液中发生归中反应生成$\rm NaNO_{2}$,因此$\rm NaOH$溶液吸收$\rm NOCl$,化学方程式为$\rm NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO_{2}+H_{2}O$

另一同学查阅资料发现$\text{NaOH}$溶液只能吸收$\text{C}{{\text{l}}_{2}}$$\text{NOCl}$,不能吸收$\text{NO}$,但$\text{KMn}{{\text{O}}_{4}}$溶液可以吸收$\text{NO}$气体,并生成一种常见的黑色沉淀。写出该反应的离子方程式,并用单线桥表示电子转移方向和数目                

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$\rm KMnO_{4}$溶液可以吸收$\rm NO$气体,并产生黑色沉淀为$\rm MnO_{2}$,离子方程式为$\rm NO+\text{MnO}_{\text{4}}^{-}\rm =\text{NO}_{3}^{-}\rm +MnO_{2}↓$

制得的$\text{NOCl}$中可能含有少量$\text{N}{{\text{O}}_{2}}$杂质,为测定产品纯度,可进行如下实验:称取$1.665\,\text{g}$样品溶于$50.00\,\text{mL}\,\text{NaOH}$溶液中,加入几滴指示剂$\rm X$,用足量硝酸酸化的$0.40\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\,\text{AgN}{{\text{O}}_{3}}$溶液滴定至终点,重复实验三次,平均每次消耗$\text{AgN}{{\text{O}}_{\text{3}}}$溶液$50.00\,\text{mL}$

$\text{AgCl}$$\text{AgBr}$$\text{AgSCN}$$\text{A}{{\text{g}}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{r}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{4}}}$$\text{AgCN}$
溶解度$\rm (\text{mol}/\text{L}\rm )$$1.3\times {{10}^{-6}}$$7.1\times {{10}^{-7}}$$1.0\times {{10}^{-6}}$$6.5\times {{10}^{-5}}$$1.1\times {{10}^{-8}}$
颜色白色淡黄色白色砖红色白色

结合上表已知信息,可用作指示剂$\rm X$的是                

$\rm A$$\rm \text{NaCN}$   $\rm B$$\rm \text{CaC}{{\text{l}}_{2}}$   $\rm C$$\rm \text{NaBr}$   $\rm D$$\rm {{\text{K}}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{r}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{4}}}$

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$\\rm D$

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测定氯离子的含量时常使用$\rm AgNO_{3}$溶液滴定法,选择用硝酸银溶液进行滴定,当氯离子消耗完后,银离子才与指示剂反应,生成一种有色沉淀,那么选择的指示剂的阴离子应在氯离子后面沉淀,由于溴化银和$\rm AgCN$${{K}_{\text{sp}}}$均小于氯化银的${{K}_{\text{sp}}}$,所以不能选择溴化钠和氰化钠,另外氯化钙含有氯离子,不能做指示剂,只能选择$\rm K_{2}CrO_{4}$

滴定终点的现象:当滴入最后半滴$\text{AgN}{{\text{O}}_{\text{3}}}$标准溶液后,                。计算该产品中$\text{NOCl}$的质量分数为                $\rm ($保留$\rm 2$位有效数字$\rm )$

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溶液中恰好出现砖红色沉淀,且半分钟内不变化 ; $\\rm 79\\%$

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已知$\rm Ag_{2}CrO_{4}$为砖红色固体,滴定终点的现象为当滴入最后半滴$\rm AgNO_{3}$标准溶液后,出现砖红色沉淀,且半分钟内不变化;

$n\left( \text{AgN}{{\text{O}}_{\text{3}}} \right)=\text{0}\text{.40}\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{\text{-1}}}\times \text{50}\text{.00}\times \text{1}{{\text{0}}^{\text{-3}}}\,\text{L}=\text{0}\text{.02}\,\text{mol}$,由关系$\rm NOCl$~$\rm NaCl$~$\rm AgNO_{3}$,则样品纯度为$\dfrac{\text{0}\text{.02}\,\text{mol}\times 65.5\,\text{g/mol}}{1.665\,\text{g}}\times 100\%\approx 79\%$

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