Question

某容器中發生一個化學反應，反應過程中存在H₂O、ClO^-、CN、HCO₃^-、N₂、Cl^-六種物質．在反應過程中測得ClO^-和N₂的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示．下列有關判斷中正確的是（　�。�

A．還原荊是含CN^-的物質，氧化產物只有N₂

B．氧化劑足ClO^-，還原產物是HCO₃^-

C．配平后氧化劑與還原劑的化學計量數之比為5：2

D．若生成2.24LN₂（標準狀況）．則轉移電子0.5mol

Answer 1

分析：由曲線變化圖可知，隨反應進行ClO^-的物質的量降低，N₂的物質的量增大，故ClO^-為反應物，N₂是生成物，根據電子轉移相等可知，CN^-是反應物，由氯元素守恒可知Cl^-是生成物，由碳元素守恒可知HCO₃^-是生成物，由氫元素守恒可知H₂O是反應物．反應中Cl元素化合價由+1價降低為-1價，化合價總共降低2價，C元素化合價由+2價升高為+4價，N元素化合價由-3價升高為0價，化合價總共升高2[（4-2）+（3-0）]=10價，故CN^-系數為2，ClO^-系數為5，由元素守恒可知HCO₃^-系數為2，N₂系數為1，Cl^-系數為5，H₂O系數為1，反應方程式為2CN^-+5ClO^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-．
A、由化合價變化可知氧化產物有HCO₃^-、N₂．
B、所含元素化合價降低的反應物是氧化劑，氧化劑通過還原反應生成的物質是還原產物．結合方程式，利用化合價變化判斷．
C、反應中是CN^-是還原劑，ClO^-是氧化劑，根據化合價升降配平，方程式判斷．
D、反應中只有氯元素化合價降低，根據氮氣的體積計算參加反應的ClO^-的物質的量，反應中Cl元素化合價由+1價降低為-1價，據此計算．

解答：解：由曲線變化圖可知，隨反應進行ClO^-的物質的量降低，N₂的物質的量增大，故ClO^-為反應物，N₂是生成物，根據電子轉移相等可知，CN^-是反應物，由氯元素守恒可知Cl^-是生成物，由碳元素守恒可知HCO₃^-是生成物，由氫元素守恒可知H₂O是反應物．反應中Cl元素化合價由+1價降低為-1價，化合價總共降低2價，C元素化合價由+2價升高為+4價，N元素化合價由-3價升高為0價，化合價總共升高2[（4-2）+（3-0）]=10價，故CN^-系數為2，ClO^-系數為5，由元素守恒可知HCO₃^-系數為2，N₂系數為1，Cl^-系數為5，H₂O系數為1，反應方程式為2CN^-+5ClO^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-．
A、反應中，C元素化合價由CN^-中+2價升高為HCO₃^-中+4價，N元素化合價由CN^-中-3價升高為N₂中0價，可知氧化產物有HCO₃^-、N₂，故A錯誤；
B、反應中Cl元素化合價由ClO^-中+1價降低為Cl^-中-1價，ClO^-是氧化劑，還原產物是Cl^-，故B錯誤；
C、由上述分析可知，反應為2CN^-+5ClO^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-，反應中是CN^-是還原劑，ClO^-是氧化劑，氧化劑與還原劑的化學計量數之比為5：2，故C正確；
D、2.24LN₂（標準狀況）的物質的量為0.1mol，所以參加反應的ClO^-的物質的量為0.5mol，反應中只有氯元素化合價降低，由ClO^-中+1價降低為Cl^-中-1價，所以轉移電子數為0.5mol×2×N_Amol^-1=N_A，故D錯誤．
故選：C．

點評：考查氧化還原反應計算、基本概念等，難度中等，根據曲線變化圖分析反應物、產物，利用守恒生成方程式是關鍵．