Question

【题目】下列四个反应

①2Na+2H2O=2NaOH＋H2↑ ②2F2+2H2O=4HF+O2

③Cl2+H2O=HCl+HClO ④C+H2O(g)CO+H2

试从氧化还原的角度，回答下列问题：

(1)水只作还原剂的是__________________(填序号)

(2)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理方面有广泛应用的高效安全消毒剂，而且不会产生对人体有潜在危害的物质。工业上可以用如下方法制备ClO2：2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑＋Na2SO4＋2H2O。反应中氧化剂是____________，生成1.25mol氧化产物共转移电子_________mol。写出该反应的离子方程式_____________。

Answer 1

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

【解析】

(1)水弱作还原剂，则其中的组成元素化合价应该反应后升高；

(2)元素化合价降低，获得电子，在反应中被还原，作氧化剂；根据化学方程式转移电子的数目以及方程式的系数之间的关系来计算，并根据离子方程式中物质的拆分原则书写反应的离子方程式。

(1)①在反应2Na+2H2O=2NaOH＋H2↑，H元素的化合价由反应前H2O中的+1价变为反应后H2中的0价，化合价降低，获得电子，所以H2O为氧化剂，①不符合题意； ②在反应2F2+2H2O=4HF+O2中，O元素的化合价由反应前H2O中的-2价变为反应后O2中的0价，化合价升高，失去电子，所以H2O为还原剂，②符合题意；

③在反应Cl2+H2O=HCl+HClO中，水的组成元素H、O化合价都未发生变化，所以H2O既不是氧化剂，也不是还原剂，③不符合题意；

④在反应C+H2O(g)CO+H2 中，H元素的化合价由反应前H2O中的+1价变为反应后H2中的0价，化合价降低，获得电子，所以H2O为氧化剂，④不符合题意；

故合理反应序号是②；

(2)在反应2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O中，Cl元素的化合价由反应前NaClO3中的+5价变为反应后ClO2中的+4价，Cl元素化合价降低，获得电子，被还原，所以NaClO3作氧化剂；根据反应2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O方程式可知，每有2mol电子转移，则产生还原产物ClO2是2mol，氧化产物O2是1mol，因此生成1.25mol氧化产物时，转移电子的物质的量是n(e-)=1.25mol ×2=2.5mol；

在反应2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O中，NaClO3、H2SO4、Na2SO4都是可溶性的强电解质，电离产生自由移动的离子，而H2O2、ClO2、O2和H2O都以分子形式存在，删去未参加反应的离子，则该反应的离子方程式为：2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O。