Question

【題目】下列四個(gè)反應(yīng)

①2Na+2H2O=2NaOH＋H2↑ ②2F2+2H2O=4HF+O2

③Cl2+H2O=HCl+HClO ④C+H2O(g)CO+H2

試從氧化還原的角度，回答下列問(wèn)題：

(1)水只作還原劑的是__________________(填序號(hào))

(2)二氧化氯(ClO2)是一種在水處理方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑，而且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的物質(zhì)。工業(yè)上可以用如下方法制備ClO2：2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑＋Na2SO4＋2H2O。反應(yīng)中氧化劑是____________，生成1.25mol氧化產(chǎn)物共轉(zhuǎn)移電子_________mol。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式_____________。

Answer 1

【答案】② NaClO3 2.5 2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O

【解析】

(1)水弱作還原劑，則其中的組成元素化合價(jià)應(yīng)該反應(yīng)后升高；

(2)元素化合價(jià)降低，獲得電子，在反應(yīng)中被還原，作氧化劑；根據(jù)化學(xué)方程式轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目以及方程式的系數(shù)之間的關(guān)系來(lái)計(jì)算，并根據(jù)離子方程式中物質(zhì)的拆分原則書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的離子方程式。

(1)①在反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH＋H2↑，H元素的化合價(jià)由反應(yīng)前H2O中的+1價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后H2中的0價(jià)，化合價(jià)降低，獲得電子，所以H2O為氧化劑，①不符合題意； ②在反應(yīng)2F2+2H2O=4HF+O2中，O元素的化合價(jià)由反應(yīng)前H2O中的-2價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后O2中的0價(jià)，化合價(jià)升高，失去電子，所以H2O為還原劑，②符合題意；

③在反應(yīng)Cl2+H2O=HCl+HClO中，水的組成元素H、O化合價(jià)都未發(fā)生變化，所以H2O既不是氧化劑，也不是還原劑，③不符合題意；

④在反應(yīng)C+H2O(g)CO+H2 中，H元素的化合價(jià)由反應(yīng)前H2O中的+1價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后H2中的0價(jià)，化合價(jià)降低，獲得電子，所以H2O為氧化劑，④不符合題意；

故合理反應(yīng)序號(hào)是②；

(2)在反應(yīng)2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O中，Cl元素的化合價(jià)由反應(yīng)前NaClO3中的+5價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后ClO2中的+4價(jià)，Cl元素化合價(jià)降低，獲得電子，被還原，所以NaClO3作氧化劑；根據(jù)反應(yīng)2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O方程式可知，每有2mol電子轉(zhuǎn)移，則產(chǎn)生還原產(chǎn)物ClO2是2mol，氧化產(chǎn)物O2是1mol，因此生成1.25mol氧化產(chǎn)物時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是n(e-)=1.25mol ×2=2.5mol；

在反應(yīng)2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O中，NaClO3、H2SO4、Na2SO4都是可溶性的強(qiáng)電解質(zhì)，電離產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子，而H2O2、ClO2、O2和H2O都以分子形式存在，刪去未參加反應(yīng)的離子，則該反應(yīng)的離子方程式為：2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O。