Question

化學變化中有一種同種元素之間發生電子轉移的氧化還原反應，這種反應有時會因溶液酸堿性的變化而改變反應方向，如圖1所示，已知甲、乙、丙三種物質中含有同一種元素．

請回答以下問題：
（1）若乙為Cl₂，丙為KClO，則：
①甲的化學式為    ．
②反應②的化學方程式為    ．
③若將反應①設計成原電池，正極反應過程為    （用“Ⅰ”或“Ⅱ”填空）．
④如圖2所示，a、b兩電極材料分別為鐵釘和石墨．則以下說法不正確的是    （填代號）
A．a 電極不可能作陽極
B．a 電極可能發生反應：2H⁺+2e^-=H₂↑
C．b 電極不可能有氣體放出 
D．a電極可能發生反應：Fe-2e^-=Fe²⁺
（2）若甲、乙、丙中所含相同元素X的化合價分別為a、b、c，且a＜b＜c，反應①進行過程中其他元素化合價不變，則該反應中氧化產物與還原產物中X元素的物質的量之比為    ．（用含a、b、c的代數式表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據框圖1：若乙為Cl₂，丙為KClO，應聯想到氯氣與堿溶液的反應．若將反應①設計成原電池，應考慮原電池的正極發生還原反應；
（2）應抓住氧化還原反應中氧化劑與還原劑間得失電子守恒解題．
解答：解：（1）
①若乙為Cl₂，丙為KClO，由Cl從0價→+1價，由甲、乙、丙三種物質中含有同一種元素可知，甲中的Cl化合價變化應降低．發生反應：Cl₂+2KOH═KCl+KClO+H₂O．
故答案為：KCl；
②反應②中甲為KCl，丙為KClO，H₂SO₄作介質，根據氧化還原反應中的價態歸中的反應規律．
故答案為：KClO+KCl+H₂SO₄═K₂SO₄+Cl₂↑+H₂O；
③若將反應①設計成原電池，正極反應應為化合價降低的反應．Ⅰ中乙為Cl₂，甲為KCl，Cl從0價→-1價．
故答案為：Ⅰ；
④如圖2所示，a、b兩電極材料分別為鐵釘和石墨
A．a 電極可作陽極，鐵釘失去電子，發生氧化反應．故A錯誤；
B．a 電極可能發生反應：2H⁺+2e^-=H₂↑是指a 電極鐵釘作陰極時發生還原反應．故B正確；
C．b 電極可能有氣體放出，當b 電極石墨作陽極時發生反應：2KCl+2H₂O 2KOH+H₂↑+Cl₂↑b 電極產生Cl₂↑故C錯誤；
D．a電極可能發生反應：Fe-2e^-=Fe²⁺是指a 電極鐵釘作陽極時的反應．故D正確；
故答案為A、C；
（2）
設甲、丙中X的物質的量分別為m、n，則由氧化還原反應規律氧化劑得到的電子總數等于還原劑失去的電子總數．知：（b-a）×m=（c-b）×n．解得n：m=（b-a）/（c-b）氧化劑發生還原反應對應產物為還原產物，還原劑發生氧化反應對應產物為氧化產物．則該反應中氧化產物與還原產物中X元素的物質的量之比為n：m=（b-a）/（c-b）．
故答案為：
點評：點評：本題考查了對元素化合物氯性質的掌握，考查了對氧化還原反應的理解及電化學相關知識．并要求具有作出合理解釋的能力．要求能夠從試題提供的信息中，準確地提取有價值的內容，本題目較為綜合，難度大．