4.3　名校考研真题详解

一、选择题

1．下列物质中，与Cu^2＋不能发生氧化还原反应的是（　  ）。[北京科技大学2010研]

【答案】C

【解析】KI与Cu^2＋反应生成CuI白色沉淀；Fe和Zn与Cu^2＋反应均生成Cu单质。

2．在标准条件下，下列反应

；，

均向正方向进行。它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是（　　）。[南京航空航天大学2007研]

A．Sn^2＋和Fe^3＋

B．Cr₂O₇^2－和Sn^2＋

C．Cr^3＋和Sn^4＋

D．Cr₂O₇^2－和Fe^3＋

【答案】B

【解析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性；还原剂的还原性大于还原产物的还原性。

3．在酸性溶液中K₂Cr₂O₇溶液将10cm³、0.10mol·dm^－3 KI溶液完全氧化成I₂，需消耗K₂Cr₂O₇（式量为294）的质量（mg）为（　　）。[中科院2010研]

A．49　 

B．98　 

C．0.049　 

D．0.098

【答案】A

【解析】K₂Cr₂O₇ ＋ 6KI ＋ 14H^＋ ＝ 8K^＋ ＋ 3I₂ ＋ 2Cr^2＋ ＋ 7H₂O

4．在酸性溶液中，与过量的溶液作用，主要产物是（　　）。[武汉大学2007研]

A．和

B．和

C．和

D．和

【答案】A

【解析】在酸性条件下具有强氧化性，能够氧化生成,但由于过量，与在酸性条件反应生成碘单质，，所以

，。

5．在铅酸蓄电池充电时，阳极发生的反应是（　  ）。[电子科技大学2009研]

【答案】E

【解析】铅酸蓄电池表示为：，Pb为阳极，PbO₂为阴极；

阳极反应为：；

阴极反应为：；

当电池充电时，恰好相反，PbO₂为阳极，发生氧化反应

。

二、填空题

燃料电池的电极反应式为：负极______，正极______。锂离子二次电池的负极材料是石墨（用C_n表示），正极材料是尖晶石结构的LiMn₂O₄，该电池使用前必须长时间充电，试写出该电池充电时的电极反应式：阳极______，阴极______。[中科院2010研]

【答案】

三、判断题

高碘酸有强氧化性，必须在碱性条件下，氯气才能将碘酸盐氧化为高碘酸盐。（　　）[北京科技大学2010研]

【答案】√

【解析】在碱性溶液中＞，反应能进行。

四、简答题

1．完成并配平反应方程式：向酸性K₂Cr₂O₇溶液中加入H₂O₂生成绿色溶液。[北京航空航天大学2010研]

答：Cr₂O₇^2－ ＋ 3H₂O₂ ＋ 8H^＋ ＝ 2Cr^3＋ ＋ 3O₂↑ ＋7H₂O

蓝绿色

2．完成并配平反应方程式：MnO₂＋HCl（浓）。[南开大学2009研]

答：

3．完成并配平反应方程式：在碱性条件下，四氧化三铁与次氯酸盐反应。[中科院2006研]

答：

五、计算题

1．己知溶液中Zn^2＋和Mn^2＋的浓度均为0.1mol·dm^－3，在此溶液中通入H₂S使之饱和，①判断哪一种沉淀首先析出?②溶液的pH值控制在怎样范围内可使Zn^2＋与Mn^2＋分离。

[南京航空航天大学2007研]

解：由于ZnS和MnS形式相同，所以ZnS先沉淀。

∵当ZnS沉淀完全时，[Zn^2＋]＝10^－5 mol·dm^－3

∴pH＝1.25

当MnS刚要沉淀时，[Mn^2＋]＝0.1mol·dm^－3

[H^＋]＝（K₁K₂[H₂S]/[s^2－]）^1/2＝（1.32×10^－7×7.1×10^－15×0.1/4.55×10^－13）^1/2

　  ＝1.44×l0^－5 mol·dm^－3

∴pH ＝ 4.84

∴pH应在1.25和4.84之间

2．在298K，电池Zn∣ZnSO₄（0.0100mol·L^－1）∣AgSO₄（s）∣Ag的电动势ε＝1.535V，已知

（1）写出电极反应和电池反应

（2）计算

（3）计算[中科院2010研]

解：（1）负极：

  正极：

电池反应方程式：

　 　 

3．下面是氧元素的电势图，根据此图回答下列问题。

图4-1

（1）算后说明H₂O₂在酸性溶液中的氧化性强弱，在碱性溶液中的还原性强弱。

（2）算后说明H₂O₂在酸性溶液和碱性溶液中的稳定性。

（3）计算H₂O的离子积常数。[电子科技大学2010研]

解：物质的氧化性与还原性强弱与对应的电对电极电势大小有关，还原电势越大，氧化性越强，反之则还原性越强。

根据给出的电势图，未知电对的电极电势为：

酸性体系中:

碱性体系中：

（1）如果H₂O₂为氧化剂，即获得电子，对应电对为H₂O₂/H₂O（酸性）和HO₂^－/OH^－（碱性），从电势图可见，前者的电极电势明显要高一些，即在酸性中H₂O₂的氧化性更强。

如果H₂O₂为还原剂，即给出电子，对应的电对为：O₂/H₂O₂（酸性）和O₂/HO₂（碱性），从电势图可见，前者的电极电势明显要高一些，即在碱性中H₂O₂的还原性更强。 

（2）从电势图还可以看出，酸性与碱性物质中，右边电极电势都大于左边电极电势，说明H₂O₂在酸性与碱性中都能发生歧化反应，即稳定性较差。但在酸性介质中差异要大一些，说明在碱性介质中的歧化程度没有酸性介质中大，即在碱性介质中的稳定性更高一些。

（3）H₂O的离子积常数对于的反应式为H₂O ＝ H^＋ ＋ OH^－： 

两边同加上H₂O₂,则H₂O^* ＋ H₂O₂ ＝ H^＋ ＋ OH^－ ＋ H₂O₂^*；

或H₂O^* ＋ H^＋ ＋ HO₂^－ ＝ H^＋ ＋ OH^－ ＋ H₂O₂^*

将反应设计为电池，电极反应为：

正极反应：HO₂^－ ＋ H^＋ ＋ 2e ＝ 2OH^－

负极反应：H₂O₂^＋ ＋ 2H^＋ ＋ 2e ＝ 2H₂O^*

电池反应为：2H₂O ＝ 2H^＋ ＋ 2OH^－；

电池电动势ε^θ＝φ_正－φ_负 ＝ 0.88 － 1.765＝ －0.885（V）

反应的平衡常数为：

根据平衡常数之间的关系：