Question

K₂Cr₂O₇是一種橙紅色具有強氧化性的化合物，當它在酸性條件下被還原成三價鉻時，顏色變為綠色．據此，當交警發現汽車行駛不正常時，就可上前阻攔，并讓司機對填充了吸附有K₂Cr₂O₇的硅膠顆粒的裝置吹氣．若發現硅膠變色達到一定程度，即可證明司機是酒后駕車．這時酒精（CH₃CH₂OH）被K₂Cr₂O₇氧化為醋酸（CH₃COOH）。該氧化還原反應的方程式可表示為：

2K₂Cr₂O₇＋3CH₃CH₂OH＋8H₂SO₄＝2K₂SO₄＋2Cr₂(SO₄)₃＋3CH₃COOH＋11H₂O

思考：被檢測的氣體成分是________________，上述反應中氧化劑是________________，還原劑是_______________________。

Answer 1

CH₃CH₂OH；K₂Cr₂O₇；CH₃CH₂OH

解析:

氧化還原反應有關概念的確定都是從分析元素化合價有無變化及其升降情況入手，有機反應也不例外。本題的關鍵是如何確定有機物中各元素的價態。

方法1：把H、O的價態分別定為＋1、－2（即它們的價態不變），碳元素價態可變：其價態根據化合物中化合價的代數和為零進行推算，據此有：CH₃CH₂OH中C的平均價態為－2價，而在產物乙酸中C的，平均價態為0價，顯然CH₃CH₂OH是還原劑。由于K₂Cr₂O₇中的Cr為＋6價，而在產物Cr₂(SO₄)₃中Cr的化合價為＋3價，故Cr₂(SO₄)₃是氧化劑。

方法2：本題也可依據氧化還原反應的規律進行推理得解，即在K₂Cr₂O₇、H₂SO₄兩反應物中，只有Cr的化合價降低，而任何氧化還原反應中元素的化合價有升有降，故CH₃CH₂OH中必含化合價升高的元素，CH₃CH₂OH是還原劑。