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2020-2021高考化学氧化还原反应综合练习题含详细答案
一、高中化学氧化还原反应
1．Na2S2O4（连二亚硫酸钠）是易溶于水，不溶于甲醇的白色固体，在空气中极易被氧
化，是一种还原性漂白剂。制取Na2S2O4的方法很多，
（1）在碱性溶液中用NaBH4还原NaHSO3法制备Na2S2O4的反应原理为：
NaBH4?NaHSO3?NaOH?Na2S2O4?NaBO2?H2O（未配平）反应装置如图所
示：
①实验开始及整个过程中均需通入N2，其目的是__________________________________。
②制备过程中温度需控制在10~45℃，采用水浴加热的主要优点是______________________。
③为使NaHSO3尽可能完全被还原，加入三口烧瓶中的反应液，应控制
n?NaHSO3?______________。
n?NaBH4?（2）用HCOONa还原SO2制备Na2S2O4的装置（夹持加热仪器略）如下：
①装置a烧瓶中发生反应的化学方程式为_________________________________。 ②装置b用于净化SO2，适宜的试剂是______________________________。 ③装置c在70~83℃生成Na2S2O4并析出，同时逸出CO2，该反应的化学方程式为________________________，加入CH3OH的目的是________________________；利用反应后的浊液分离提纯Na2S2O4需经过的操作为
_____________________________________________________。
【答案】排出装置内空气，使反应在无氧状况下进行 使反应液均匀受热 小于8:1（或<8） Na2SO3?2HCl?2NaCl?H2O?SO2? 饱和NaHSO3溶液
2HCOONa?4SO2?Na2CO3?2Na2S2O4?H2O?3CO2 降低Na2S2O4的溶解度
过滤、洗涤、重结晶、过滤、干燥 【解析】 【分析】
(1)①Na2S2O4在空气中极易被氧化，通入N2其目的是排出装置内空气； ②采用水浴加热的主要优点是使反应液均匀受热；
③NaBH4?NaHSO3?NaOH?Na2S2O4?NaBO2?H2O，根据得失电子守恒可知，
n?NaHSO3?=8；
n?NaBH4?(2)①装置a烧瓶中发生Na2SO3与盐酸反应生成SO2的反应； ②生成的SO2气体中含有HCl气体，根据性质选择除杂溶液；
③装置c在70~83℃HCOONa和SO2、Na2CO3反应生成Na2S2O4并析出，同时逸出
CO2；Na2S2O4不溶于甲醇，加入CH3OH可降低Na2S2O4的溶解度；利用反应后的浊
液分离提纯Na2S2O4需重结晶。 【详解】
(1)①Na2S2O4在空气中极易被氧化，实验开始及整个过程中均需通入N2，其目的是排出装置内空气，使反应在无氧状况下进行；
②制备过程中温度需控制在10~45℃，采用水浴加热的主要优点是使反应液均匀受热； ③根据得失电子守恒配平方程式，NaBH4?8NaHSO3=4Na2S2O4?NaBO2?6H2O，
n?NaHSO3?=8，为使NaHSO3尽可能完全被还原，加入三口烧瓶中的反应液，应控制
n?NaBH4?n?NaHSO3?<8；
n?NaBH4?(2)①装置a烧瓶中发生反应的化学方程式为Na2SO3?2HCl?2NaCl?H2O?SO2?； ②生成的SO2气体中含有HCl气体，除杂适宜的试剂是饱和NaHSO3溶液； ③装置c在70~83℃生成Na2S2O4并析出，同时逸出CO2，化学方程式为
2HCOONa?4SO2?Na2CO3?2Na2S2O4?H2O?3CO2；Na2S2O4不溶于甲醇，加
入CH3OH的目的是降低Na2S2O4的溶解度；利用反应后的浊液分离提纯Na2S2O4需经过的操作为过滤、洗涤、重结晶、过滤、干燥。
2．亚氯酸钠（NaClO2）是二氧化氯（ClO2）泡腾片的主要成分。实验室以氯酸钠（NaClO3）为原料先制得ClO2，再制备NaClO2粗产品，其流程如图：
已知：①ClO2可被NaOH溶液吸收，反应为2ClO2+2NaOH=NaClO3+NaClO2+H2O。 ②无水NaClO2性质稳定，有水存在时受热易分解。
（1）反应Ⅰ中若物质X为SO2，则该制备ClO2反应的离子方程式为___。 （2）实验在如图-1所示的装置中进行。
①若X为硫磺与浓硫酸，也可反应生成ClO2。该反应较剧烈。若该反应在装置A的三颈烧瓶中进行，则三种试剂（a.浓硫酸；b.硫黄；c.NaClO3溶液）添加入三颈烧瓶的顺序依次为___（填字母）。
②反应Ⅱ中双氧水的作用是___。保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变，实验中提高ClO2吸收率的操作有：装置A中分批加入硫黄、___（写出一种即可）。
（3）将装置B中溶液蒸发可析出NaClO2，蒸发过程中宜控制的条件为___（填“减压”、“常压”或“加压”）。
（4）反应Ⅰ所得废液中主要溶质为Na2SO4和NaHSO4，直接排放会污染环境且浪费资源。10H2O）和石膏（水合硫酸钙），请补充完整实验方案：___，将为从中获得芒硝（Na2SO4·
滤液进一步处理后排放（实验中须使用的试剂和设备有：CaO固体、酚酞、冰水和冰水浴）。已知：CaSO4不溶于Na2SO4水溶液；Na2SO4的溶解度曲线如图?2所示。
【答案】2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42- cab 作还原剂 水浴加热时控制温度不能过高（或加一个多孔球泡等） 减压 向废液中分批加入适量CaO固体并搅拌，用冰水浴控制反应温度，对浊液取样并滴加酚酞，至溶液呈浅红色时停止加入CaO。静置后过滤，用水洗涤沉淀2-3次得到石膏；滤液蒸发浓缩，冷却结晶至32.4℃以下，接近0℃，过滤，所得晶体用冰水洗涤2-3次，低温干燥得到芒硝
【解析】 【分析】
用二氧化硫将NaClO3还原制得ClO2，ClO2和NaOH反应制得NaClO3和NaClO2，再用过氧化氢将NaClO3还原成NaClO2制得NaClO2粗品。 【详解】
（1）SO2作还原剂，S化合价升高2，被氧化成SO42-，ClO3-作氧化剂，被还原成ClO2，Cl化合价降低1，结合电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒可书写离子方程式：2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-，故答案为：2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-；
（2）①反应剧烈，浓硫酸只能在最后添加，结合流程图可知先加NaClO3，所以顺序为：先加NaClO3，再加S，最后加浓硫酸，故答案为：cab；
②反应Ⅱ中NaOH和ClO2反应生成NaClO3和NaClO2，过氧化氢的作用是将NaClO3还原成NaClO2，过氧化氢会分解，温度不宜太高，所以控制A中水浴加热时温度不过高，或者在B中搅拌、或者加一个多孔球泡，故答案为：作还原剂；水浴加热时控制温度不能过高（或加一个多孔球泡等）；
（3）无水NaClO2性质稳定，有水存在时受热易分解，应该减压，让水分尽快蒸发，故答案为：减压；
（4）加入一定量CaO使NaHSO4反应成CaSO4，为了保证NaHSO4反应完，所加CaO需稍过量，CaO过量溶液就显碱性了，可以用酚酞作指示剂，当溶液变为浅红色时停止加CaO，CaSO4不溶于Na2SO4水溶液，此时可用过滤、洗涤的方法得到石膏，此时滤液为Na2SO4溶液，还不是芒硝，从图上看，可将温度调整32.4℃以下，形成芒硝，析出芒硝晶体，过滤、洗涤、干燥就可得芒硝了，为了使芒硝产率较高，可用冰水洗涤，降低因溶解损失的量，故答案为：向废液中分批加入适量CaO固体并搅拌，用冰水浴控制反应温度，对浊液取样并滴加酚酞，至溶液呈浅红色时停止加入CaO。静置后过滤，用水洗涤沉淀2-3次得到石膏；滤液蒸发浓缩，冷却结晶至32.4℃以下，接近0℃，过滤，所得晶体用冰水洗涤2-3次，低温干燥得到芒硝。 【点睛】
结合图像，温度低于32.4℃以下，硫酸钠结晶得到芒硝，温度降低，芒硝的溶解度减小，可用冰水洗涤减小损失率。
3．高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下： MnO2熔融氧化：3MnO2+ KClO3+ 6KOH
熔融3K2MnO4+ KCl+3H2O
K2MnO4歧化：3K2MnO4+2CO2＝2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
将MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液装入三颈烧瓶，再通入CO2气体，使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行，A、B、C、D、E为旋塞，F、G为气囊，H为带套管的玻璃棒。