Question

6．氧化還原反應是化學反應中的基本反應之一，研究氧化還原反應，對人類的進步具有極其重要的意義．
（1）已知：2BrO₃^-+C1₂=Br₂+2C1O₃^-； 5C1₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HC1；
C1O₃^-+5C1^-+6H⁺=3C1₂+3H₂O
則C1O₃^-、BrO₃^-、IO₃^-、C1₂的氧化性由弱到強的排序為IO₃^-＜C1₂＜C1O₃^-＜BrO₃^-
（2）已知Fe³⁺的氧化性強于I₂，請你從所給試劑中選擇所需試劑，設計一個實驗加以證明．（提示：請寫出實驗步驟、現象及結論）①FeCl₃溶液 ②碘水 ③KI溶液 ④稀H₂SO₄ ⑤淀粉溶液取少量FeCl₃溶液于試管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振蕩，若溶液變藍，證明Fe³⁺的氧化性強于I₂
（3）二十世紀初期，化學家合成出極易溶于水的NaBH₄．在強堿性條件下，常用NaBH₄處理含Au³⁺的廢液生成單質Au，已知，反應后硼元素以BO₂^-形式存在，反應前后硼元素化合價不變，且無氣體生成，則發生反應的離子方程式為8Au³⁺+3BH₄^-+24OH^-=8Au+3BO₂^-+18H₂O
（4）某強氧化劑[RO（OH）₂]⁺能將Na₂SO₃氧化．已知含2.0×10^-3mol[RO（OH）₂]⁺離子的溶液，恰好跟25.0mL 0.2mol/L 的Na₂SO₃溶液完全反應，則反應后R的化合價為
0 價．
（5）將32g 銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO₂混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L．請回答：
①待產生的氣體全部釋放后，向溶液加入V mL amol•L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為$\frac{50+0.1aV}{14}$mol/L．（用含V、a的式子表示）
②欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，至少需要H₂0₂的質量為17g．

Answer 1

分析 （1）根據氧化劑氧化性強于氧化產物的氧化性進行判斷
（2）選取含有Fe³⁺和I^-的試劑，若能生成I₂，則能使淀粉溶液變藍；
（3）NaBH₄與Au³⁺發生氧化還原反應生成NaBO₂和Au，且反應前后B的化合價不變，H元素化合價由-1價變為0價，Au³⁺由+3價變為0價，結合轉移電子守恒配平方程式；
（4）[RO（OH）₂]⁺離子中R的化合價為+5價，將Na₂SO₃氧化生成Na₂SO₄，令R元素在還原產物中化合價為a，結合氧化還原反應中氧化劑和還原劑得失電子數目計算；
（5）①根據N原子守恒計算作氧化劑的硝酸的物質的量，根據硝酸鈉的化學式計算起酸作用的硝酸，再根據物質的量濃度公式計算硝酸的物質的量濃度；
②設需要雙氧水mg，根據電子得失守恒，有：$\frac{32}{64}$×2=$\frac{m}{34}$×2計算．

解答 解：（1）由反應①可知，氧化性BrO₃^-＞C1O₃^-，由反應②可知，氧化性C1₂＞IO₃^-，由反應③可知，氧化性C1O₃^-＞C1₂，故氧化性IO₃^-＜C1₂＜C1O₃^-＜BrO₃^-；故答案為：IO₃^-＜C1₂＜C1O₃^-＜BrO₃^-；
（2）選取含有Fe³⁺和I^-的試劑，若能生成I₂，則能使淀粉溶液變藍，所以選取①FeCl₃溶液③KI溶液⑤淀粉溶液，取少量FeCl₃溶液于潔凈試管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振蕩，若溶液變藍，證明Fe³⁺的氧化性強于I₂．
故答案為：取少量FeCl₃溶液于試管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振蕩，若溶液變藍，證明Fe³⁺的氧化性強于I₂；
（3）NaBH₄與Au³⁺發生氧化還原反應生成NaBO₂和Au，反應前后B的化合價不變，H元素化合價由-1價變為0價，Au³⁺由+3價變為0價，結合轉移電子守恒則離子方程式為：8Au³⁺+3BH₄^-+24OH^-=8Au+3BO₂^-+18H₂O；
故答案為：8Au³⁺+3BH₄^-+24OH^-=8Au+3BO₂^-+18H₂O；
（4）n（Na₂SO₃）=25×10^-3L×0.2mol/L=5×10^-3mol，被氧化后生成Na₂SO₄，
[RO（OH）₂]⁺離子中R的化合價為+5價，設還原后的化合價為a，
根據電子轉移守恒：5×10^-3mol×（6-4）=2×10^-3mol×（5-a），
解得a=0，
故答案為：0；
（5）①將銅離子完全轉化為硝酸鈉時，根據鈉原子守恒得n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.001aVmol，根據硝酸根離子守恒得起酸作用的硝酸的物質的量=0.001aVmol，根據N原子守恒作氧化劑的硝酸的物質的量=0.5mol，所以硝酸的物質的量濃度=$\frac{0.5mol+0.001aVmol}{0.14L}$=$\frac{50+0.1aV}{14}$mol/L，
故答案為：$\frac{50+0.1aV}{14}$；
②設需要雙氧水mg，根據電子得失守恒，有：$\frac{32}{64}$×2=$\frac{m}{34}$×2，解得：m=17，故答案為：17．

點評 本題考查了氧化還原反應的氧化性的比較、方程式的書寫以及計算等，根據氧化還原反應中得失電子進行解答即可，注意守恒思想的運用，注意（5）中不能根據銅計算消耗硝酸的物質的量，銅和硝酸反應時，硝酸可能有剩余，為易錯點．