Question

氧化還原反應規律是化學學科的重要規律之一。按要求回答下列問題：
(1) 被稱為萬能還原劑的NaBH₄溶于水并和水反應：NaBH₄+2H₂O＝NaBO₂+4H₂↑，此反應中B元素的化合價沒有發生變化，則NaBH₄中H的化合價為___________，該反應氧化產物是______________，還原產物是______________。
(2) 有下列三個反應：
①Cl₂+FeI₂＝FeCl₂+I₂ ；②2Fe²⁺+Br₂＝2Fe³⁺+2Br^－；③Co₂O₃+6HCl＝2CoCl₂+Cl₂↑+3H₂O
①根據以上方程式可以得到Fe²⁺、Co²⁺、Br^－、I^－還原性由強的弱的順序為_________；
②1molCo₂O₃能氧化HCl的物質的量_____________。
(3) 完成并配平下列化學反應方程式：
□KMnO₄+□H₂C₂O₄+□________□CO₂+□K₂SO₄+□MnSO₄+□H₂O
(4)一個完整的氧化還原反應方程式可以拆寫成兩個“半反應式”，一個是“氧化反應式”，一個是“還原反應式”。如2H⁺ +Zn＝Zn²⁺+H₂↑，可拆寫為氧化反應式：Zn－2e^－＝Zn ²⁺，還原反應式：2H⁺+ 2e^－＝H₂↑。并由此實現了化學能與電能的相互轉化。據此，回答下列問題：                                   
①將2Fe³⁺+Cu= 2Fe²⁺ +Cu²⁺拆寫為兩個“半反應式”：其中，氧化反應式為                          。
②由①中的反應，可設計成如右圖所示的原電池：

若電極a為Cu ，電解質溶液甲的化學式為                                                  ；
電極b處的電極反應式為                                                    。

Answer 1

(1)-1，H₂、H₂(可以寫名稱，每空均為1分)
(2) ①  I^－＞Fe²⁺＞Br^－＞Co²⁺； ②2mol(沒有單位減1分)
(3)2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3 H₂SO₄＝10CO₂+K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O(只要錯誤，不得分)
(4) ①Cu-2e^－＝Cu²⁺；②CuSO₄，2Fe³⁺+2e^－＝2Fe²⁺

試題分析：（1）在反應NaBH₄+2H₂O＝NaBO₂+4H₂↑中B元素的化合價沒有發生變化，則根據化學式NaBO₂可知，B元素的化合價是＋3價，因此在NaBH₄中H的化合價為－1價；硼氫化鈉中氫元素的化合價從－1價升高到0價，硼氫化鈉是還原劑。水中氫元素的化合價才＋1價降低0價，水是氧化劑，所以該反應氧化產物和還原產物均是氫氣。
（2）①在氧化還原反應中還原劑的還原性強于還原產物的，則根據①Cl₂+FeI₂＝FeCl₂+I₂可知，碘離子被氧化，氯氣被還原，則還原性是I^－＞Cl^－；由于氯氣首先氧化碘離子，這說明碘離子的還原性強于亞鐵離子的。根據②2Fe²⁺+Br₂＝2Fe³⁺+2Br^－可知，亞鐵離子被氧化，電子溴被還原，所以還原性是Fe²⁺＞Br^－；根據③Co₂O₃+6HCl＝2CoCl₂+Cl₂↑+3H₂O可知，氯離子被氧化，Co₂O₃被還原，則還原性是Cl^－＞Co²⁺；又因為氯離子的還原性強于溴離子的，所以Fe²⁺、Co²⁺、Br^－、I^－還原性由強的弱的順序為I^－＞Fe²⁺＞Br^－＞Co²⁺。
②Co元素的化合價從＋3價降低到＋2價，則1molCo₂O₃能得到2mol電子。氯化氫中氯元素的化合價從－1價升高到0價失去1個電子，則根據電子得失守恒可知，1molCo₂O₃能氧化HCl的物質的量為2mol。
（3）根據反應式可知，高錳酸鉀中Mn元素化合價從＋7價降低到＋2價，得到5個電子。草酸中碳元素化合價從＋3價升高到＋4價，失去1個電子，則1分子草酸失去2個電子，因此根據電子得失守恒可知，氧化劑高錳酸鉀與還原劑草酸的物質的量之比＝2:5，根據原子守恒可知，反應物還有硫酸參加，因此依據原子守恒和電子得失守恒可知，配平后的化學方程式為2KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄＝10CO₂↑＋K₂SO₄＋2MnSO₄＋8H₂O。
（4）①根據已知信息可知，氧化反應式就是失去電子發生氧化反應，在原電池中屬于負極電極反應式。則根據反應2Fe³⁺+Cu= 2Fe²⁺ +Cu²⁺可知，氧化劑是鐵離子，還原劑是銅，因此銅是負極。所以如果拆寫為兩個“半反應式”：其中，氧化反應式為Cu-2e^－＝Cu²⁺；
②若電極a為Cu，則a是負極，銅失去電子生成銅離子，則電解質溶液甲的化學式為CuSO₄；b電極是正極，溶液中的鐵離子得到電子被還原為亞鐵離子，則電極b處的電極反應式為2Fe³⁺+2e^－＝2Fe²⁺。