Question

【題目】下列四個反應

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，回答下列問題：

(1)水只作還原劑的是__________________(填序號)

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

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應該反應后升高；

(2)元素化合價降低，獲得電子，在反應中被還原，作氧化劑；根據化學方程式轉移電子的數目以及方程式的系數之間的關系來計算，并根據離子方程式中物質的拆分原則書寫反應的離子方程式。

(1)①在反應2Na+2H2O=2NaOH＋H2↑，H元素的化合價由反應前H2O中的+1價變為反應后H2中的0價，化合價降低，獲得電子，所以H2O為氧化劑，①不符合題意； ②在反應2F2+2H2O=4HF+O2中，O元素的化合價由反應前H2O中的-2價變為反應后O2中的0價，化合價升高，失去電子，所以H2O為還原劑，②符合題意；

③在反應Cl2+H2O=HCl+HClO中，水的組成元素H、O化合價都未發生變化，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C+H2O(g)CO+H2 中，H元素的化合價由反應前H2O中的+1價變為反應后H2中的0價，化合價降低，獲得電子，所以H2O為氧化劑，④不符合題意；

故合理反應序號是②；

(2)在反應2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O中，Cl元素的化合價由反應前NaClO3中的+5價變為反應后ClO2中的+4價，Cl元素化合價降低，獲得電子，被還原，所以NaClO3作氧化劑；根據反應2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O方程式可知，每有2mol電子轉移，則產生還原產物ClO2是2mol，氧化產物O2是1mol，因此生成1.25mol氧化產物時，轉移電子的物質的量是n(e-)=1.25mol ×2=2.5mol；

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