Question

（15分）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__________价。
（2）写出该反应体系中发生反应的离子方程式：_______________________________。
（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：____________________________；________________________。
（4）若将上述反应设计成一个原电池，用石墨作电极，则其负极反应式为：_____________________，正极反应式为：____________________________。

Answer 1

（1）+6（2分） （2）2Cr³⁺+3S₂O₈^2－+7H₂OCr₂O₇^2－+6SO₄^2－+14H⁺（3分）
（3）2Cr³⁺+6Ag⁺+7H₂O=Cr₂O₇^2－+6Ag↓+14H⁺（2分） 2Ag+S₂O₈^2－=2Ag⁺+2SO₄^2－（2分）
（4）2Cr³⁺+7H₂O－6e^－= Cr₂O₇^2－+14H⁺（3分）     3S₂O₈^2－+6e^－=6SO₄^2－（3分）

（1）过氧键中的两个氧原子均为－1价，其他氧原子均为－2价。据此可计算出S₂O₈^2－离子中硫元素的化合价为+6价。（2）根据化合价升降相等和电荷守恒即可完成。
（3）根据催化剂的概念，Ag⁺的催化过程是：Ag⁺先与Cr³⁺反应生成Ag和Cr₂O₇^2－，生成的Ag再与S₂O₈^2－反应生成Ag⁺和SO₄^2－。
（4）负极发生氧化反应，是Cr³⁺放电；正极发生还原反应，是S₂O₈^2－放电。