Question

化學變化中有一種同種元素之間發(fā)生電子轉移的氧化還原反應，這種反應有時會因溶液酸堿性的變化而改變反應方向，如圖1所示，已知甲、乙、丙三種物質中含有同一種元素．

請回答以下問題：
（1）若乙為Cl₂，丙為KClO，則：
①甲的化學式為______．
②反應②的化學方程式為______．
③若將反應①設計成原電池，正極反應過程為______（用“Ⅰ”或“Ⅱ”填空）．
④如圖2所示，a、b兩電極材料分別為鐵釘和石墨．則以下說法不正確的是______（填代號）
A．a 電極不可能作陽極
B．a 電極可能發(fā)生反應：2H⁺+2e^-=H₂↑
C．b 電極不可能有氣體放出
D．a電極可能發(fā)生反應：Fe-2e^-=Fe²⁺
（2）若甲、乙、丙中所含相同元素X的化合價分別為a、b、c，且a＜b＜c，反應①進行過程中其他元素化合價不變，則該反應中氧化產物與還原產物中X元素的物質的量之比為______．（用含a、b、c的代數(shù)式表示）．

Answer 1

解：（1）
①若乙為Cl₂，丙為KClO，由Cl從0價→+1價，由甲、乙、丙三種物質中含有同一種元素可知，甲中的Cl化合價變化應降低．發(fā)生反應：Cl₂+2KOH═KCl+KClO+H₂O．
故答案為：KCl；
②反應②中甲為KCl，丙為KClO，H₂SO₄作介質，根據(jù)氧化還原反應中的價態(tài)歸中的反應規(guī)律．
故答案為：KClO+KCl+H₂SO₄═K₂SO₄+Cl₂↑+H₂O；
③若將反應①設計成原電池，正極反應應為化合價降低的反應．Ⅰ中乙為Cl₂，甲為KCl，Cl從0價→-1價．
故答案為：Ⅰ；
④如圖2所示，a、b兩電極材料分別為鐵釘和石墨
A．a 電極可作陽極，鐵釘失去電子，發(fā)生氧化反應．故A錯誤；
B．a 電極可能發(fā)生反應：2H⁺+2e^-=H₂↑是指a 電極鐵釘作陰極時發(fā)生還原反應．故B正確；
C．b 電極可能有氣體放出，當b 電極石墨作陽極時發(fā)生反應：2KCl+2H₂O 2KOH+H₂↑+Cl₂↑b 電極產生Cl₂↑故C錯誤；
D．a電極可能發(fā)生反應：Fe-2e^-=Fe²⁺是指a 電極鐵釘作陽極時的反應．故D正確；
故答案為A、C；
（2）
設甲、丙中X的物質的量分別為m、n，則由氧化還原反應規(guī)律氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)．知：（b-a）×m=（c-b）×n．解得n：m=（b-a）/（c-b）氧化劑發(fā)生還原反應對應產物為還原產物，還原劑發(fā)生氧化反應對應產物為氧化產物．則該反應中氧化產物與還原產物中X元素的物質的量之比為n：m=（b-a）/（c-b）．
故答案為：
分析：（1）根據(jù)框圖1：若乙為Cl₂，丙為KClO，應聯(lián)想到氯氣與堿溶液的反應．若將反應①設計成原電池，應考慮原電池的正極發(fā)生還原反應；
（2）應抓住氧化還原反應中氧化劑與還原劑間得失電子守恒解題．
點評：點評：本題考查了對元素化合物氯性質的掌握，考查了對氧化還原反應的理解及電化學相關知識．并要求具有作出合理解釋的能力．要求能夠從試題提供的信息中，準確地提取有價值的內容，本題目較為綜合，難度大．