Question

14．氧化还原反应是化学反应中的基本反应之一，研究氧化还原反应，对人类的进步具有极其重要的意义．
（1）已知：2BrO₃^-+C1₂═Br₂+2C1O₃^-； 5C1₂+I₂+6H₂O═2HIO₃+10HC1；C1O₃^-+5C1^-+6H⁺═3C1₂+3H₂O则C1O₃^-、BrO₃^-、IO₃^-、C1₂的氧化性由弱到强的排序为IO₃^-＜C1₂＜C1O₃^-＜BrO₃^-
（2）已知Fe³⁺的氧化性强于I₂，请你从所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验加以证明．（提示：请写出实验步骤、现象及结论）①FeCl₃溶液 ②碘水 ③KI溶液 ④稀H₂SO₄ ⑤淀粉溶液取少量FeCl₃溶液于试管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振荡，若溶液变蓝，证明Fe³⁺的氧化性强于I₂
（3）二十世纪初期，化学家合成出极易溶于水的NaBH₄．在强碱性条件下，常用NaBH₄处理含Au³⁺的废液生成单质Au，已知，反应后硼元素以BO₂^-形式存在，反应前后硼元素化合价不变，且无气体生成，则发生反应的离子方程式为8Au³⁺+3BH₄^-+24OH^-=8Au+3BO₂^-+18H₂O
（4）某强氧化剂[RO（OH）₂]⁺能将Na₂SO₃氧化．已知含2.0×10^-3mol[RO（OH）₂]⁺离子的溶液，恰好跟25.0mL 0.2mol/L 的Na₂SO₃溶液完全反应，则反应后R的化合价为0 价．
（5）将32g 铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L．请回答：
①待产生的气体全部释放后，向溶液加入V mL amol•L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为$\frac{50+0.1aV}{14}$mol/L．（用含V、a的式子表示）
②欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，至少需要H₂0₂的质量为17g．

Answer 1

分析 （1）根据氧化剂氧化性强于氧化产物的氧化性进行判断
（2）选取含有Fe³⁺和I^-的试剂，若能生成I₂，则能使淀粉溶液变蓝；
（3）NaBH₄与Au³⁺发生氧化还原反应生成NaBO₂和Au，且反应前后B的化合价不变，H元素化合价由-1价变为0价，Au³⁺由+3价变为0价，结合转移电子守恒配平方程式；
（4）[RO（OH）₂]⁺离子中R的化合价为+5价，将Na₂SO₃氧化生成Na₂SO₄，令R元素在还原产物中化合价为a，结合氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目计算；
（5）①根据N原子守恒计算作氧化剂的硝酸的物质的量，根据硝酸钠的化学式计算起酸作用的硝酸，再根据物质的量浓度公式计算硝酸的物质的量浓度；
②设需要双氧水mg，根据电子得失守恒，有：$\frac{32}{64}$×2=$\frac{m}{34}$×2计算．

解答 解：（1）由反应①可知，氧化性BrO₃^-＞C1O₃^-，由反应②可知，氧化性C1₂＞IO₃^-，由反应③可知，氧化性C1O₃^-＞C1₂，故氧化性IO₃^-＜C1₂＜C1O₃^-＜BrO₃^-；故答案为：IO₃^-＜C1₂＜C1O₃^-＜BrO₃^-；
（2）选取含有Fe³⁺和I^-的试剂，若能生成I₂，则能使淀粉溶液变蓝，所以选取①FeCl₃溶液③KI溶液⑤淀粉溶液，取少量FeCl₃溶液于洁净试管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振荡，若溶液变蓝，证明Fe³⁺的氧化性强于I₂．
故答案为：取少量FeCl₃溶液于试管中，依次加入KI溶液和淀粉溶液，振荡，若溶液变蓝，证明Fe³⁺的氧化性强于I₂；
（3）NaBH₄与Au³⁺发生氧化还原反应生成NaBO₂和Au，反应前后B的化合价不变，H元素化合价由-1价变为0价，Au³⁺由+3价变为0价，结合转移电子守恒则离子方程式为：8Au³⁺+3BH₄^-+24OH^-=8Au+3BO₂^-+18H₂O；
故答案为：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]⁺离子中R的化合价为+5价，设还原后的化合价为a，
根据电子转移守恒：5×10^-3mol×（6-4）=2×10^-3mol×（5-a），
解得a=0，
故答案为：0；
（5）①将铜离子完全转化为硝酸钠时，根据钠原子守恒得n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.001aVmol，根据硝酸根离子守恒得起酸作用的硝酸的物质的量=0.001aVmol，根据N原子守恒作氧化剂的硝酸的物质的量=0.5mol，所以硝酸的物质的量浓度=$\frac{0.5mol+0.001aVmol}{0.14L}$=$\frac{50+0.1aV}{14}$mol/L，
故答案为：$\frac{50+0.1aV}{14}$；
②设需要双氧水mg，根据电子得失守恒，有：$\frac{32}{64}$×2=$\frac{m}{34}$×2，解得：m=17，故答案为：17．

点评 本题考查了氧化还原反应的氧化性的比较、方程式的书写以及计算等，根据氧化还原反应中得失电子进行解答即可，注意守恒思想的运用，注意（5）中不能根据铜计算消耗硝酸的物质的量，铜和硝酸反应时，硝酸可能有剩余，为易错点．