Question

化學(xué)變化中有一種同種元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的氧化還原反應(yīng)，這種反應(yīng)有時(shí)會(huì)因溶液酸堿性的變化而改變反應(yīng)方向，如圖1所示，已知甲、乙、丙三種物質(zhì)中含有同一種元素．

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）若乙為Cl₂，丙為KClO，則：
①甲的化學(xué)式為_(kāi)_____．
②反應(yīng)②的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
③若將反應(yīng)①設(shè)計(jì)成原電池，正極反應(yīng)過(guò)程為_(kāi)_____（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(shuō)法不正確的是______（填代號(hào)）
A．a(chǎn) 電極不可能作陽(yáng)極
B．a(chǎn) 電極可能發(fā)生反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑
C．b 電極不可能有氣體放出
D．a(chǎn)電極可能發(fā)生反應(yīng)：Fe-2e^-=Fe²⁺
（2）若甲、乙、丙中所含相同元素X的化合價(jià)分別為a、b、c，且a＜b＜c，反應(yīng)①進(jìn)行過(guò)程中其他元素化合價(jià)不變，則該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物中X元素的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____．（用含a、b、c的代數(shù)式表示）．

Answer 1

解：（1）
①若乙為Cl₂，丙為KClO，由Cl從0價(jià)→+1價(jià)，由甲、乙、丙三種物質(zhì)中含有同一種元素可知，甲中的Cl化合價(jià)變化應(yīng)降低．發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2KOH═KCl+KClO+H₂O．
故答案為：KCl；
②反應(yīng)②中甲為KCl，丙為KClO，H₂SO₄作介質(zhì)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的價(jià)態(tài)歸中的反應(yīng)規(guī)律．
故答案為：KClO+KCl+H₂SO₄═K₂SO₄+Cl₂↑+H₂O；
③若將反應(yīng)①設(shè)計(jì)成原電池，正極反應(yīng)應(yīng)為化合價(jià)降低的反應(yīng)．Ⅰ中乙為Cl₂，甲為KCl，Cl從0價(jià)→-1價(jià)．
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(chǎn) 電極可作陽(yáng)極，鐵釘失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)．故A錯(cuò)誤；
B．a(chǎn) 電極可能發(fā)生反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑是指a 電極鐵釘作陰極時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)．故B正確；
C．b 電極可能有氣體放出，當(dāng)b 電極石墨作陽(yáng)極時(shí)發(fā)生反應(yīng)：2KCl+2H₂O 2KOH+H₂↑+Cl₂↑b 電極產(chǎn)生Cl₂↑故C錯(cuò)誤；
D．a(chǎn)電極可能發(fā)生反應(yīng)：Fe-2e^-=Fe²⁺是指a 電極鐵釘作陽(yáng)極時(shí)的反應(yīng)．故D正確；
故答案為A、C；
（2）
設(shè)甲、丙中X的物質(zhì)的量分別為m、n，則由氧化還原反應(yīng)規(guī)律氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)．知：（b-a）×m=（c-b）×n．解得n：m=（b-a）/（c-b）氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)對(duì)應(yīng)產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)對(duì)應(yīng)產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物．則該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物中X元素的物質(zhì)的量之比為n：m=（b-a）/（c-b）．
故答案為：
分析：（1）根據(jù)框圖1：若乙為Cl₂，丙為KClO，應(yīng)聯(lián)想到氯氣與堿溶液的反應(yīng)．若將反應(yīng)①設(shè)計(jì)成原電池，應(yīng)考慮原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）應(yīng)抓住氧化還原反應(yīng)中氧化劑與還原劑間得失電子守恒解題．
點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：本題考查了對(duì)元素化合物氯性質(zhì)的掌握，考查了對(duì)氧化還原反應(yīng)的理解及電化學(xué)相關(guān)知識(shí)．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(zhǔn)確地提取有價(jià)值的內(nèi)容，本題目較為綜合，難度大．