Question

在某反应体系中存在六种物质：Cr³⁺、S₂O₈^2-、Cr₂O₇^2-、H⁺、H₂O和SO₄^2-．已知在该反应中氧化反应只有Cr³⁺→Cr₂O₇^2-，反应过程中需要Ag⁺作催化剂，并加热．请回答下列问题：
（1）已知S₂O₈^2-离子中存在一个过氧键（-O-O-），则S₂O₈^2-离子中硫元素的化合价为

+6

价．
（2）写出该反应体系中发生反应的离子方程式：

2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O

催化剂 .

△

Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺

．
（3）催化剂往往参加反应，改变反应途径．用两个离子方程式表示Ag⁺的催化过程：

2Cr³⁺+6Ag⁺+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6Ag↓+14H⁺

；

2Ag+S₂O₈^2-=2Ag⁺+2SO₄^2-

．

Answer 1

分析：（1）、S₂O₈^2-中存在一个过氧键（-O-O-），其中有2个氧原子为-1价，根据化合价代数和等于所带电荷计算S₂O₈^2-中硫元素；
（2）、题目给出的六种物质，已知Cr³⁺→Cr₂O₇^2-发生氧化反应，一定有物质发生还原反应，S₂O₈^2-中存在一个过氧键（-O-O-），其中有2个氧原子为-1价，硫元素为+6价．SO₄^2-中硫元素为+6价，故氧元素化合价降低，S₂O₈^2-为氧化剂，根据原子守恒、电荷守恒、电子转移守恒判断H⁺、H₂O是反应物还是生成物，配平书写；
（3）、Ag⁺是强氧化剂，能把Cr³⁺氧化为Cr₂O₇^2-，Ag⁺本身被还原为Ag，S₂O₈^2-将Ag氧化为Ag⁺．

解答：解：（1）、S₂O₈^2-中存在一个过氧键（-O-O-），其中有2个氧原子为-1价，令S元素化合价为a，根据化合价代数和等于所带电荷，则：2a+6×（-2）+2×（-1）=-2，解得a=6，故S₂O₈^2-中硫元素化合价为+6，
故答案为：+6；
（2）、题目给出的六种物质，已知Cr³⁺→Cr₂O₇^2-发生氧化反应，一定有物质发生还原反应，S₂O₈^2-中存在一个过氧键（-O-O-），其中有2个氧原子为-1价，硫元素为+6价．SO₄^2-中硫元素为+6价，故氧元素化合价降低，S₂O₈^2-为氧化剂，根据电子转移守恒：2Cr³⁺+3S₂O₈^2-→Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-，由电荷守恒可知H⁺是生成物，由电荷守恒可知H₂O是反应物，配平后离子方程式为：2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺，
故答案为：2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺；
（3）Ag⁺是强氧化剂，能把Cr³⁺氧化为Cr₂O₇^2-，Ag⁺本身被还原为Ag，S₂O₈^2-将Ag氧化为Ag⁺，Ag⁺的催化过程的离子方程式为：6Ag⁺+2Cr³⁺+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6Ag↓+14H⁺、S₂O₈^2-+2Ag=2Ag⁺+2SO₄^2-，
故答案为：6Ag⁺+2Cr³⁺+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6Ag↓+14H⁺；S₂O₈^2-+2Ag=2Ag⁺+2SO₄^2-．

点评：本题考查了氧化还原反应配平、化合价计算、常用化学用语，题目难度较大，判断S₂O₈^2-中元素的化合价及书写离子方程式是关键．