Question

ClO₂（其中氧元素为-2价）是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂．实验室中可通过以下反应制得ClO₂：2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄ 2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O（说明：H₂C₂O₄中氢元素化合价为+1，氧元素化合价为-2）
（1）H₂C₂O₄中碳元素化合价为______，ClO₂中氯元素化合价为______；
（2）该反应中氧化剂是______，被氧化的元素是______；
（3）若有24.5g KClO₃参加反应时，反应中转移的电子数为______；
（4）当收集到标况下气体22.4L时，求参加反应的H₂C₂O₄质量．

Answer 1

解：（1）因H为+1价、O为-2价，由化合物中正负化合价的代数和为零，则H₂C₂O₄中碳元素化合价为=+3，
ClO₂中氯元素化合价为0-（-2）×2=+4，故答案为：+3；+4；
（2）在反应2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄ 2ClO₂↑+K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O中，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，则KClO₃为氧化剂，
C元素的化合价由+3价升高到+4价，则C元素被氧化，故答案为：KClO₃；C；
（3）KClO₃的物质的量为=0.2mol，反应中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，则转移的电子数为0.2×（5-4）×N_A=0.2N_A，故答案为：0.2N_A；
（4）标况下22.4L气体的物质的量为=1mol，由反应可知，生成等物质的量的两种气体，则CO₂的物质的量为0.5mol，由H₂C₂O₄～2CO₂，则参加反应的
H₂C₂O₄的物质的量为0.25mol，其质量为0.25mol×90g/mol=22.5g，答：参加反应的H₂C₂O₄质量为22.5g．
分析：（1）根据H为+1价、O为-2价及化合物中正负化合价的代数和为零来分析；
（2）含元素化合价降低的物质为氧化剂，含元素化合价升高的物质为还原剂，还原剂在反应中被氧化；
（3）利用n=计算KClO₃的物质的量，再利用化合价变化来计算转移的电子数；
（4）利用n=计算气体的物质的量，二氧化碳的物质的量为收集到气体的物质的量的一半，再利用化学反应方程式来分析计算．
点评：本题考查氧化还原反应，明确常见元素的化合价及反应中元素的化合价变化是解答本题的关键，并学会利用反应判断气体的物质的量的关系及利用守恒法来解答即可．