Question

19．（1）草酸（H₂C₂O₄，其中H的化合價為+1，O的化合價為-2）能使高錳酸鉀溶液褪色，其反應的離子方程式為：
5H₂C₂O₄+2MnO₄ ^-+6H⁺--2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
①補充并配平上述方程式；
②該反應中的氧化劑是MnO₄^-，氧化產物是CO₂．
③若消耗18g H₂C₂O₄，則該反應轉移的電子數目為0.4N_A，生成的CO₂氣體通入到足量的澄清石灰水中，產生的白色沉淀的質量為40gg．
（2）請用雙線橋標出下列反應電子轉移的方向和數目
10Al+6NaNO₃+4NaOH═10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O
（3）反應體系中的物質有：As₂S₃、HNO₃、H3_AsO₄、S、NO₂、H₂O．
請將As₂S₃之外的反應物與生成物分別填入以下空格內．As₂S₃+□→□+□+□+□

Answer 1

分析 （1）①H₂C₂O₄反應中C由+3價升高為二氧化碳中+4價，MnO₄ ^-中Mn由+7價降為Mn²⁺中的+2價，依據氧化還原反應得失電子守恒結合原子個數守恒書寫方程式；
②反應物中所含有元素化合價降低的為氧化劑，所含元素化合價升高的為還原劑，還原劑對應產物為氧化產物；
③依據方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 可知H₂C₂O₄反應中C由+3價升高為二氧化碳中+4價，每反應5molH₂C₂O₄，生成二氧化碳10mol，轉移10mol電子，據此計算轉移電子數；
依據原子個數守恒CO₂～CaCO₃，計算生成碳酸鈣的質量；
（2）10Al+6NaNO₃+4NaOH═10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O，鋁元素化合價由0價升高為偏鋁酸鈉中的+3價，硝酸鈉中氮元素由+5價降為氮氣中0價的氮，反應10mol鋁轉移30mol電子，據此解答；
（3）As₂S₃是反應物之一，根據元素守恒知，H₂SO₄、H₃AsO₄為生成物，As元素化合價由+3價變為+5價、S元素化合價由-2價變為0價，所以As₂S₃是還原劑，還需要氧化劑才能實現該反應，硝酸具有氧化性，所以硝酸是反應物，則NO₂是產物．

解答 解：（1）①H₂C₂O₄反應中C由+3價升高為二氧化碳中+4價，MnO₄ ^-中Mn由+7價降為Mn²⁺中的+2價，要使氧化劑與還原劑得失電子相等則H₂C₂O₄系數為5，MnO₄ ^-系數為2，結合原子個數守恒，反應方程式：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
②方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，MnO₄^-中錳元素化合價降低，所以MnO₄^-為氧化劑，H₂C₂O₄中C化合價升高，所以H₂C₂O₄為還原劑，對應產物二氧化碳為氧化產物；
故答案為：MnO₄^-，CO₂；
③18g H₂C₂O₄的物質的量$\frac{18g}{90g/mol}$=0.2mol，依據方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 可知H₂C₂O₄反應中C由+3價升高為二氧化碳中+4價，每反應5molH₂C₂O₄，轉移10mol電子，生成二氧化碳10mol，則反應18gH₂C₂O₄，生成0.4mol二氧化碳，轉移電子0.4mol，個數為；0.4N_A；
依據原子個數守恒CO₂～CaCO₃，則0.4mol二氧化碳生成0.4mol碳酸鈣，質量為0.4mol×100g/mol=40g；
故答案為：0.4N_A；40g；
（2）10Al+6NaNO₃+4NaOH═10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O，鋁元素化合價由0價升高為偏鋁酸鈉中的+3價，硝酸鈉中氮元素由+5價降為氮氣中0價的氮，反應10mol鋁轉移30mol電子，用雙線橋表示為：
；
故答案為：；

（3）As₂S₃是反應物之一，根據元素守恒知，H₂SO₄、H₃AsO₄為生成物，As元素化合價由+3價變為+5價、S元素化合價由-2價變為0價，所以As₂S₃是還原劑，還需要氧化劑才能實現該反應，硝酸具有氧化性，所以硝酸是反應物，則NO₂是產物，反應方程式：As₂S₃+HNO₃→H₃AsO₄+S+NO₂+H₂O；
故答案為：As₂S₃+HNO₃→H₃AsO₄+S+NO₂+H₂O．

點評 本題考查了氧化還原反應，涉及氧化還原反應方程式書寫，氧化劑、還原劑概念，轉移電子數的計算，雙線橋表示，題目難度中等．