- 氧化还原反应的本质和特征
- 共3878题
化学变化中有一种同种元素之间发生电子转移的氧化还原反应，这种反应有时会因溶液酸碱性的变化而改变反应方向，如图1所示，已知甲、乙、丙三种物质中含有同一种元素．
请回答以下问题：
（1）若乙为Cl2，丙为KClO，则：
①甲的化学式为______．
②反应②的化学方程式为______．
③若将反应①设计成原电池，正极反应过程为______（用“Ⅰ”或“Ⅱ”填空）．
④如图2所示，a、b两电极材料分别为铁钉和石墨．则以下说法不正确的是______（填代号）
A．a 电极不可能作阳极
B．a 电极可能发生反应：2H++2e-=H2↑
C．b 电极不可能有气体放出
D．a电极可能发生反应：Fe-2e-=Fe2+
（2）若甲、乙、丙中所含相同元素X的化合价分别为a、b、c，且a＜b＜c，反应①进行过程中其他元素化合价不变，则该反应中氧化产物与还原产物中X元素的物质的量之比为______．（用含a、b、c的代数式表示）．
正确答案
KCl
KClO+KCl+H2SO4═K2SO4+Cl2↑+H2O
Ⅰ
A、C
解析
解：（1）
①若乙为Cl2，丙为KClO，由Cl从0价→+1价，由甲、乙、丙三种物质中含有同一种元素可知，甲中的Cl化合价变化应降低．发生反应：Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O．
故答案为：KCl；
②反应②中甲为KCl，丙为KClO，H2SO4作介质，根据氧化还原反应中的价态归中的反应规律．
故答案为：KClO+KCl+H2SO4═K2SO4+Cl2↑+H2O；
③若将反应①设计成原电池，正极反应应为化合价降低的反应．Ⅰ中乙为Cl2，甲为KCl，Cl从0价→-1价．
故答案为：Ⅰ；
④如图2所示，a、b两电极材料分别为铁钉和石墨
A．a 电极可作阳极，铁钉失去电子，发生氧化反应．故A错误；
B．a 电极可能发生反应：2H++2e-=H2↑是指a 电极铁钉作阴极时发生还原反应．故B正确；
C．b 电极可能有气体放出，当b 电极石墨作阳极时发生反应：2KCl+2H2O
D．a电极可能发生反应：Fe-2e-=Fe2+是指a 电极铁钉作阳极时的反应．故D正确；
故答案为A、C；
（2）
设甲、丙中X的物质的量分别为m、n，则由氧化还原反应规律氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数．知：（b-a）×m=（c-b）×n．解得n：m=（b-a）/（c-b）氧化剂发生还原反应对应产物为还原产物，还原剂发生氧化反应对应产物为氧化产物．则该反应中氧化产物与还原产物中X元素的物质的量之比为n：m=（b-a）/（c-b）．
故答案为：
高铁酸钠（Na2FeO4）是一种能氧化、杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂，工业上常用以下反应制备：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；对于该反应，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．该反应中氯元素的化合价由+1价变为-1价，所以次氯酸钠得电子作氧化剂，在反应中被还原，故A错误；
B．该反应中铁元素的化合价由+3价变为+6价，所以氢氧化铁中铁元素失电子化合价升高，故B正确；
C．反应前后氢氧化钠中各元素的化合价都不变，所以氢氧化钠既不是氧化剂又不是还原剂，故C错误；
D．该反应中反应物和生成物都没有单质，所以不属于置换反应，故D错误；
故选B．
在5KCl+KClO3+3H2SO4═3Cl2↑+3K2SO4+3H2O中，被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为（ ）
正确答案
解析
解：由5K
KCl中Cl元素的化合价升高，被氧化，而KClO3中Cl元素的化合价降低，被还原，
由方程式可知，n（KCl）：n（KClO3）=5：1，
被氧化与被还原的都是Cl，其物质的量之比等于质量之比，
则被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为5：1，
故选B．
氮化铝（AlN）广泛应用于电子、陶瓷等工业领域．在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3+N2+3C
正确答案
解析
解：A、Al2O3+N2+3C
B、该反应中，氮元素的化合价由反应前0价降低到反应后的-3价，每生成1molAlN需转移3mol电子，故B正确；
C、氮化铝中氮元素的化合价是-3价，故C错误；
D、氮化铝的摩尔质量是41g/mol，单位错误，故D错误．
故选B．
高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，其与水反应的离子方程式为：
4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-，工业上先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入一定量的KOH就可制得高铁酸钾．制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下：
湿法制备：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-═3FeO42-+3Cl-+5H2O 干法制备：2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2SO4+O2↑
下列有关说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．高铁酸钾与水反应时，水中O元素的化合价升高，则水发生氧化反应，故A正确；
B．干法制备中，Fe元素的化合价由+2价升高为+6价，过氧化钠中O元素的化合价既升高又降低，则每生成1mol Na2FeO4，转移电子为1mol×4+1mol×1=5mol，故B错误；
C．湿法制备中，Fe元素的化合价由+3价升高为+6价，则每生成1mol Na2FeO4，共转移1mol×（6-3）=3mol电子，故C正确；
D．+6价铁具有强氧化性，不仅能杀菌，还能除去等H2S、NH3，还原产物中铁离子水解生成胶体，可使悬浮杂质沉降，故D正确；
故选B．
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