Question

氧化还原反应规律是化学学科的重要规律之一。按要求回答下列问题：

(1) 被称为万能还原剂的NaBH₄溶于水并和水反应：NaBH₄+2H₂O＝NaBO₂+4H₂↑，此反应中B元素的化合价没有发生变化，则NaBH₄中H的化合价为___________，该反应氧化产物是______________，还原产物是______________。

(2) 有下列三个反应：

①Cl₂+FeI₂＝FeCl₂+I₂ ；②2Fe²⁺+Br₂＝2Fe³⁺+2Br^－；③Co₂O₃+6HCl＝2CoCl₂+Cl₂↑+3H₂O

①根据以上方程式可以得到Fe²⁺、Co²⁺、Br^－、I^－还原性由强的弱的顺序为_________；

②1molCo₂O₃能氧化HCl的物质的量_____________。

(3) 完成并配平下列化学反应方程式：

□KMnO₄+□H₂C₂O₄+□________□CO₂+□K₂SO₄+□MnSO₄+□H₂O

(4)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2H⁺ +Zn＝Zn²⁺+H₂↑，可拆写为氧化反应式：Zn－2e^－＝Zn ²⁺，还原反应式：2H⁺+ 2e^－＝H₂↑。并由此实现了化学能与电能的相互转化。据此，回答下列问题：                                   

①将2Fe³⁺+Cu= 2Fe²⁺ +Cu²⁺拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应式为                           。

②由①中的反应，可设计成如右图所示的原电池：

若电极a为Cu ，电解质溶液甲的化学式为                                                   ；

电极b处的电极反应式为                                                     。

 

Answer 1

【答案】

 (1)-1，H₂、H₂(可以写名称，每空均为1分)

(2) ①  I^－＞Fe²⁺＞Br^－＞Co²⁺； ②2mol(没有单位减1分)

(3)2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3 H₂SO₄＝10CO₂+K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O(只要错误，不得分)

(4) ①Cu-2e^－＝Cu²⁺；②CuSO₄，2Fe³⁺+2e^－＝2Fe²⁺

【解析】

试题分析：（1）在反应NaBH₄+2H₂O＝NaBO₂+4H₂↑中B元素的化合价没有发生变化，则根据化学式NaBO₂可知，B元素的化合价是＋3价，因此在NaBH₄中H的化合价为－1价；硼氢化钠中氢元素的化合价从－1价升高到0价，硼氢化钠是还原剂。水中氢元素的化合价才＋1价降低0价，水是氧化剂，所以该反应氧化产物和还原产物均是氢气。

（2）①在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的，则根据①Cl₂+FeI₂＝FeCl₂+I₂可知，碘离子被氧化，氯气被还原，则还原性是I^－＞Cl^－；由于氯气首先氧化碘离子，这说明碘离子的还原性强于亚铁离子的。根据②2Fe²⁺+Br₂＝2Fe³⁺+2Br^－可知，亚铁离子被氧化，电子溴被还原，所以还原性是Fe²⁺＞Br^－；根据③Co₂O₃+6HCl＝2CoCl₂+Cl₂↑+3H₂O可知，氯离子被氧化，Co₂O₃被还原，则还原性是Cl^－＞Co²⁺；又因为氯离子的还原性强于溴离子的，所以Fe²⁺、Co²⁺、Br^－、I^－还原性由强的弱的顺序为I^－＞Fe²⁺＞Br^－＞Co²⁺。

②Co元素的化合价从＋3价降低到＋2价，则1molCo₂O₃能得到2mol电子。氯化氢中氯元素的化合价从－1价升高到0价失去1个电子，则根据电子得失守恒可知，1molCo₂O₃能氧化HCl的物质的量为2mol。

（3）根据反应式可知，高锰酸钾中Mn元素化合价从＋7价降低到＋2价，得到5个电子。草酸中碳元素化合价从＋3价升高到＋4价，失去1个电子，则1分子草酸失去2个电子，因此根据电子得失守恒可知，氧化剂高锰酸钾与还原剂草酸的物质的量之比＝2:5，根据原子守恒可知，反应物还有硫酸参加，因此依据原子守恒和电子得失守恒可知，配平后的化学方程式为2KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄＝10CO₂↑＋K₂SO₄＋2MnSO₄＋8H₂O。

（4）①根据已知信息可知，氧化反应式就是失去电子发生氧化反应，在原电池中属于负极电极反应式。则根据反应2Fe³⁺+Cu= 2Fe²⁺ +Cu²⁺可知，氧化剂是铁离子，还原剂是铜，因此铜是负极。所以如果拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应式为Cu-2e^－＝Cu²⁺；

②若电极a为Cu，则a是负极，铜失去电子生成铜离子，则电解质溶液甲的化学式为CuSO₄；b电极是正极，溶液中的铁离子得到电子被还原为亚铁离子，则电极b处的电极反应式为2Fe³⁺+2e^－＝2Fe²⁺。

考点：考查氧化还原反应的判断、应用、配平和计算；原电池原理的应用、判断和电极反应式的书写