Question

13．（1）从下列各组反应对比中，判断哪种粒子的氧化性最强，哪种粒子的还原性最强：铁钉浸入CuSO₄溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入AgNO₃溶液后，表面会附有银白色物质，则Cu、Fe、Ag中，Fe还原性最强；Cu²⁺、Fe²⁺、Ag⁺中，Ag⁺氧化性最强．
（2）铝与稀硝酸发生反应的化学方程式（未配平）为：Al+HNO₃=Al（NO₃）₃+NO↑+H₂O，该反应的氧化剂是HNO₃（填化学式），配平上述反应，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是1：1，当有5.4g Al发生反应时，转移电子的物质的量为0.6mol，该反应的离子方程式为：Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O．
（3）MnO₂与浓盐酸共热反应生成MnCl₂、Cl₂和H₂O，写出该反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目．
（4）某一反应体系有反应物和生成物共六种物质：Cu（NO₃）₂、H₂SO₄、Cu₂S、稀HNO₃、H₂O和NO，写出该反应的化学方程式3Cu₂S+22HNO₃（稀）═6Cu（NO₃）₂+10NO↑+3H₂SO₄+8H₂O．

Answer 1

分析 （1）铁置换出Cu，Cu置换出Ag，氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，氧化剂的氧化性大于氧化产物分析；
有元素化合价变化的反应为氧化还原反应，含元素的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．
（2）根据氧化还原反应中化合价升高的是还原剂，降低的是氧化剂，根据发生化合价变化的量判断还原剂与氧化剂的关系，及转移电子数，根据化学方程式书写离子方程式；
（3）MnO₂与浓盐酸共热反应生成MnCl₂、Cl₂和H₂O，锰元素化合价从+4价降低到+2价；得到电子被还原；HCl中的氯元素化合价从-1价升高到0价失去电子被氧化；
（4）反应中稀HNO₃具有强氧化性为反应物生成NO，N元素化合价由+5价降低为NO中+2价，共降低3价，Cu₂S具有强还原性为反应物生成Cu（NO₃）₂和H₂SO₄，Cu₂S中Cu元素化合价由+1价升高为+2价、S元素化合价由-2升高为+6，总共升高10价，化合价最小公倍数为30，故Cu₂S的系数为3，NO的系数为10，据此书写．

解答 解：（1）铁钉浸入CuSO₄溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入AgNO₃溶液后，表面会附有银白色物质，则铁置换出Cu，Cu置换出Ag，所以还原剂Fe＞Cu＞Ag，故还原性最强的是Fe；Cu²⁺、Fe²⁺、Ag⁺中氧化性强弱为Ag^+＞Cu²⁺＞Fe²⁺，氧化性最强的是Ag⁺；
故答案为：Fe；Ag⁺；
（2）已知Al+HNO₃=Al（NO₃）₃+NO↑+H₂O，HNO₃→NO，氮元素化合价从+5降低为+2，HNO₃是氧化剂，1molAl从0价升高为+3价，Al是还原剂，根据得失电子守恒配平方程式为：Al+4HNO₃=Al（NO₃）₃+NO↑+2H₂O；
1molAl从0价升高为+3价，失去3mol电子，1molHNO₃化合价从+5降低为+2得到3mol电子，所以还原剂与氧化剂的物质的量相等之比是1：1；
n（Al）=$\frac{m}{M}$=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，所以转移电子的物质的量为0.2mol×3=0.6mol；
Al和4HNO₃反应的离子方程式为Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：HNO₃；1：1；0.6mol；Al+4H⁺+NO₃^-=Al³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）MnO₂与浓盐酸共热反应生成MnCl₂、Cl₂和H₂O中锰元素化合价从+4价降低到+2价；得到电子被还原；HCl中的氯元素化合价从-1价升高到0价失去电子被氧化；电子转移双线桥标为：；
故答案为：
（4）反应中稀HNO₃具有强氧化性为反应物生成NO，N元素化合价由+5价降低为NO中+2价，共降低3价，Cu₂S具有强还原性为反应物生成Cu（NO₃）₂和H₂SO₄，Cu₂S中Cu元素化合价由+1价升高为+2价、S元素化合价由-2升高为+6，总共升高10价，化合价最小公倍数为30，故Cu₂S的系数为3，NO的系数为10，再利用原子守恒，则方程式为：3Cu₂S+22HNO₃（稀）═6Cu（NO₃）₂+10NO↑+3H₂SO₄+8H₂O，
故答案为：3Cu₂S+22HNO₃（稀）═6Cu（NO₃）₂+10NO↑+3H₂SO₄+8H₂O．

点评 本题考查氧化还原反应基本概念的分析和电子转移计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等，抓住反应前后化合价变化是解题的关键．