《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

13. (2021·山东卷,4分,不定项)实验室中利用固体${KMnO_{4}}$进行如下实验,下列说法错误的是(BD)


A.${G}$与${H}$均为氧化产物
B.实验中${KMnO_{4}}$只作氧化剂
C.${Mn}$元素至少参与了$3$个氧化还原反应
D.${G}$与${H}$的物质的量之和可能为$0.25\ mol$

答案： 13.BD 氧化还原反应
【信息转化】
$K^{+7}MnO_4\xlongequal{加热}O_2(G) K_2MnO_4、MnO_2$ 和 $O_2$，$KMnO_4$ 既作氧化剂又作还原剂，B 符合题意；由得失电子守恒可得 $0.1\ mol × (7 - 2) = n(O_2) × 4 + n(Cl_2) × 2$，则 $n(Cl_2) + 2n(O_2) = 0.25\ mol$，所以 $n(O_2) + n(Cl_2) ＜ 0.25\ mol$，D 符合题意。

14. (2023·北京卷,14分)资料显示,${I_{2}}$可以将${Cu}$氧化为${Cu^{2+}}$。某小组同学设计实验探究${Cu}$被${I_{2}}$氧化的产物及铜元素的价态。
已知:${I_{2}}$易溶于${KI}$溶液,发生反应${I_{2} + I^-⇌ I^-_{3}}$(红棕色);${I_{2}}$和${I^-_{3}}$氧化性几乎相同。
(1)将等体积的${KI}$溶液加入到$m\ mol$铜粉和$n\ mol\ {I_{2}}(n ＞ m)$的固体混合物中,振荡。
实验记录如下:
①初始阶段,${Cu}$被氧化的反应速率:实验Ⅰ＜(填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)实验Ⅱ。
②实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有${[Cu(H_{2}O)_{4}]^{2+}}$(蓝色)或${[CuI_{2}]^-}$(无色),进行以下实验探究:
步骤a. 取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入${CCl_{4}}$,多次萃取、分液。
步骤b. 取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。
溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。
ⅰ. 步骤a的目的是排除 $I_3^-$ 的颜色对判断铜氧化产物的干扰。
ⅱ. 查阅资料,${2Cu^{2+} + 4I^-\xlongequal{}2CuI\downarrow + I_{2}}$,${[Cu(NH_{3})_{2}]^+}$(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化:$[CuI_2]^- + 2NH_3 \longrightarrow [Cu(NH_3)_2]^+ + 2I^-$、$4[Cu(NH_3)_2]^+ + O_2 + 8NH_3 + 2H_2O \longrightarrow 4[Cu(NH_3)_4]^{2+} + 4OH^-$。
③结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是${CuI}$,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是$2Cu + KI_3 \longrightarrow 2CuI + KI$。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓${KI}$溶液,白色沉淀溶解（填实验现象）,观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是$I^-$ 浓度小，$CuI$ 覆盖在 $Cu$ 表面，阻止反应继续进行。

(2)上述实验结果,${I_{2}}$仅将${Cu}$氧化为$+1$价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了${I_{2}}$能将${Cu}$氧化为${Cu^{2+}}$。装置如图所示,a、b分别是铜片、$I_2$ 和 $KI$ 的混合溶液。

(3)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中${Cu}$被${I_{2}}$氧化的产物中价态不同的原因:。

答案： 14.(14 分)
(1)①$＜$ ② i. 排除 $I_3^-$ 的颜色对判断铜氧化产物的干扰
ii.$[CuI_2]^- + 2NH_3 \longrightarrow [Cu(NH_3)_2]^+ + 2I^-$、$4[Cu(NH_3)_2]^+ + O_2 + 8NH_3 + 2H_2O \longrightarrow 4[Cu(NH_3)_4]^{2+} + 4OH^-$ ③$2Cu + KI_3 \longrightarrow 2CuI + KI$ 白色沉淀溶解 $I^-$ 浓度小，$CuI$ 覆盖在 $Cu$ 表面，阻止反应继续进行
(2)铜片、$I_2$ 和 $KI$ 的混合溶液
（3）电化学实验中，由于氧化性$\mathrm{I_2＞Cu^{2+}}$，$\mathrm{I_2}$将$\mathrm{Cu}$氧化为$\mathrm{Cu^{2+}}$；实验$\mathrm{I\sim III}$，体系中有$\mathrm{I^-}$，生成$\mathrm{CuI}$或$[\mathrm{CuI_2}]^-$，使$+1$价铜的还原性减弱，$\mathrm{I_2}$不能氧化$\mathrm{CuI}$或$[\mathrm{CuI_2}]^-$
【解析】实验综合（1）①$\mathrm{I_2}$在水中溶解度很小，铜主要被$\mathrm{I_3^-}$氧化，初始阶段，实验Ⅱ中$\mathrm{I^-}$的浓度比实验Ⅰ中$\mathrm{I^-}$的浓度大，生成$\mathrm{I_3^-}$的速率更快，则实验Ⅱ中$\mathrm{Cu}$被氧化的速率更快。
②ⅰ.实验Ⅲ所得深红棕色溶液中存在平衡$\mathrm{I_2 + I^- \rightleftharpoons I_3^-}$，加入$\mathrm{CCl_4}$，多次萃取分液可以分离出溶液中的$\mathrm{I_2}$，使$\mathrm{I_2 + I^- \rightleftharpoons I_3^-}$的平衡不断逆向移动，最终可以除去溶液中红棕色的$\mathrm{I_3^-}$，防止干扰后续实验。ⅱ.结合查阅资料信息可知，实验Ⅲ所得溶液中，$\mathrm{Cu}$元素以无色的$[\mathrm{CuI_2}]^-$形式存在，加入浓氨水，发生反应：$[\mathrm{CuI_2}]^- + 2\mathrm{NH_3} = [\mathrm{Cu(NH_3)_2}]^+ + 2\mathrm{I^-}$，生成的$[\mathrm{Cu(NH_3)_2}]^+$又被氧气不断氧化为蓝色的$[\mathrm{Cu(NH_3)_4}]^{2+}$，发生反应：$4[\mathrm{Cu(NH_3)_2}]^+ + \mathrm{O_2} + 8\mathrm{NH_3} + 2\mathrm{H_2O} = 4[\mathrm{Cu(NH_3)_4}]^{2+} + 4\mathrm{OH^-}$。③若实验Ⅰ中生成的白色沉淀为$\mathrm{CuI}$，实验Ⅰ中$\mathrm{Cu}$被氧化的化学方程式为$2\mathrm{Cu} + \mathrm{KI_3} = 2\mathrm{CuI} + \mathrm{KI}$；分别取少量实验Ⅰ和实验Ⅱ中白色固体，洗涤后得到白色沉淀，由题意可知白色沉淀主要成分是$\mathrm{CuI}$，加入浓$\mathrm{KI}$溶液，发生反应$\mathrm{CuI} + \mathrm{I^- \rightleftharpoons [CuI_2]^-}$，则可以观察到的现象是白色沉淀溶解；铜未完全反应的原因是$\mathrm{I^-}$浓度小，生成的$\mathrm{CuI}$覆盖在铜表面，阻止反应进一步发生。（2）通过原电池装置证实$\mathrm{I_2}$可以将$\mathrm{Cu}$氧化为铜离子，则铜作负极，因为碘在水中溶解度很小，由已知信息可知碘的氧化性和$\mathrm{I_3^-}$几乎相同，则正极的电解质溶液可以是$\mathrm{I_2}$和$\mathrm{KI}$的混合溶液。