Question

6．氧化还原反应中除了原子守恒（质量守恒）外，氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等，在一定条件下，RO₃^n-和I^-发生反应的离子方程式为：RO₃^n-+6I^-+6H⁺═R^-+3I₂+3H₂O（R为主族元素）则：
（1）RO₃^n-中R的化合价为+5价，在周期表的第ⅤⅡA族．
（2）关于物质①K₂0；②CO₂；③NH₄Cl；④H₂O₂；⑤Na₂O₂；⑥NaOH，请回答下列问题：仅含极性键和非极性键的化合物是④；含有非极性键的离子化合物是⑤．
（3）利用甲醇（CH₃OH）、氧气组成燃料电池，电解质溶液为碱性，电池工作时，其负极方程式（写离子方程式）为CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH₃CH₂OH+H₂O→CH₃COOH+4H⁺+4e^-，电池反应的总方程式为：CH₃CH₂OH+O₂=CH₃COOH+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据离子方程式遵循电荷守恒判断RO₃^n-离子所带电荷，判断化合价；根据生成R^-离子可知R得1个电子后达到8电子稳定结构，最外层电子数等于族序数；
（2）由不同非金属元素形成的化学键为极性键；由同种非金属元素形成的化学键为非极性键；离子化合物中一定含有离子键、可能含有共价键，共价化合物中只含共价键；
（3）碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子；
（4）酸性燃料电池中氧气在正极得电子生成水，根据正极和负极的电极反应式书写总反应．

解答 解：（1）根据离子方程式遵循电荷守恒可知：（-n）+（-6）+6=-1，可知n=1，根据RO₃^n-离子化合价代数和关系：（x-2×3）=-1（设R的化合价为x），可知x=+5，RO₃^n-中R元素的化合价不一定为最高正价，应根据反应物中R^-离子的化合价进行判断，根据生成R^-离子可知R得1个电子后达到8电子稳定结构，应为第ⅤⅡA族元素，最外层电子数为7，故答案为：+5；第ⅤⅡA；
（2）①K₂O中含有离子键，是离子化合物；
②CO₂ 只含有极性共价键，是共价化合物；
③NH₄Cl中含有离子键和极性共价键，是离子化合物；
④H₂O₂含有极性共价键和非极性共价键，是共价化合物；
⑤Na₂O₂含有离子键和非极性共价键，是离子化合物；
⑥NaOH含有离子键和极性共价键，是离子化合物；
故答案为：④；⑤；
（3）碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子，则其电极反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）酸性燃料电池中氧气在正极得电子生成水，其电极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，正极的电极反应式与和负极的电极反应式相加即是总反应，所以电池反应的总方程式为：CH₃CH₂OH+O₂=CH₃COOH+H₂O，故答案为：CH₃CH₂OH+O₂=CH₃COOH+H₂O．

点评 本题考查氧化还原反应、化学键、原电池的工作原理，题目难度中等，注意把握电极方程式的书写，特别是电解质溶液的酸碱性．