Question

13．某反应中存在Na⁺、ClO^-、Cl^-、CN^-、HCO₃^-、N₂、H₂O七种微粒，反应过程中测得ClO^-和N₂的物质的量随时间变化的曲线如图所示．下列判断正确的是（　　）

• A． 还原剂是含CN^-的物质，氧化产物只有N₂
• B． 氧化剂是ClO^-，还原产物是HCO₃^-
• C． 配平后还原剂与氧化剂的化学计量数之比为2：5
• D． 若生成2.24L（标准状况）N₂，则反应中转移电子0.2mol

Answer 1

分析 由曲线变化图可知，随反应进行ClO^-的物质的量降低，N₂的物质的量增大，故ClO^-为反应物，N₂是生成物，根据电子转移相等可知，CN^-是反应物，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，由氢元素守恒可知H₂O是反应物．反应中Cl元素化合价由+1价降低为-1价，化合价总共降低2价，C元素化合价由+2价升高为+4价，N元素化合价由-3价升高为0价，化合价升降最小公倍数为2[（4-2）+（3-0）]=10价，故CN^-系数为2，ClO^-系数为5，由元素守恒可知HCO₃^-系数为2，N₂系数为1，Cl^-系数为5，H₂O系数为1，反应方程式为2CN^-+5ClO^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-，以此来解答．

解答 解：由曲线变化图可知，随反应进行ClO^-的物质的量降低，N₂的物质的量增大，故ClO^-为反应物，N₂是生成物，根据电子转移相等可知，CN^-是反应物，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，由氢元素守恒可知H₂O是反应物．反应中Cl元素化合价由+1价降低为-1价，化合价总共降低2价，C元素化合价由+2价升高为+4价，N元素化合价由-3价升高为0价，化合价总共升降最小公倍数为2[（4-2）+（3-0）]=10价，故CN^-系数为2，ClO^-系数为5，由元素守恒可知HCO₃^-系数为2，N₂系数为1，Cl^-系数为5，H₂O系数为1，反应方程式为2CN^-+5ClO^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-．
A．反应中，C元素化合价由CN^-中+2价升高为HCO₃^-中+4价，N元素化合价由CN^-中-3价升高为N₂中0价，可知氧化产物有HCO₃^-、N₂，故A错误；
B．反应中Cl元素化合价由ClO^-中+1价降低为Cl^-中-1价，ClO^-是氧化剂，还原产物是Cl^-，故B错误；
C．由上述分析可知，反应为2CN^-+5ClO^-+H₂O=2HCO₃^-+N₂↑+5Cl^-，反应中是CN^-是还原剂，ClO^-是氧化剂，还原剂与氧化剂的化学计量数之比为2：5，故C正确；
D.2.24LN₂（标准状况）的物质的量为0.1mol，所以参加反应的ClO^-的物质的量为0.5mol，反应中只有氯元素化合价降低，由ClO^-中+1价降低为Cl^-中-1价，所以转移电子为0.5mol×2=1mol，故D错误．
故选C．

点评 本题考查氧化还原反应及计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应基本概念及转移电子的考查，题目难度不大．