Question

在某反應體系中存在六種物質：Cr³⁺、S₂O₈^2-、Cr₂O₇^2-、H⁺、H₂O和SO₄^2-．已知在該反應中氧化反應只有Cr³⁺→Cr₂O₇^2-，反應過程中需要Ag⁺作催化劑，并加熱．請回答下列問題：
（1）已知S₂O₈^2-離子中存在一個過氧鍵（-O-O-），則S₂O₈^2-離子中硫元素的化合價為______價．
（2）寫出該反應體系中發(fā)生反應的離子方程式：______．
（3）催化劑往往參加反應，改變反應途徑．用兩個離子方程式表示Ag⁺的催化過程：______；______．

Answer 1

解：（1）、S₂O₈^2-中存在一個過氧鍵（-O-O-），其中有2個氧原子為-1價，令S元素化合價為a，根據(jù)化合價代數(shù)和等于所帶電荷，則：2a+6×（-2）+2×（-1）=-2，解得a=6，故S₂O₈^2-中硫元素化合價為+6，
故答案為：+6；
（2）、題目給出的六種物質，已知Cr³⁺→Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化反應，一定有物質發(fā)生還原反應，S₂O₈^2-中存在一個過氧鍵（-O-O-），其中有2個氧原子為-1價，硫元素為+6價．SO₄^2-中硫元素為+6價，故氧元素化合價降低，S₂O₈^2-為氧化劑，根據(jù)電子轉移守恒：2Cr³⁺+3S₂O₈^2-→Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-，由電荷守恒可知H⁺是生成物，由電荷守恒可知H₂O是反應物，配平后離子方程式為：2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺，
故答案為：2Cr³⁺+3S₂O₈^2-+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6SO₄^2-+14H⁺；
（3）Ag⁺是強氧化劑，能把Cr³⁺氧化為Cr₂O₇^2-，Ag⁺本身被還原為Ag，S₂O₈^2-將Ag氧化為Ag⁺，Ag⁺的催化過程的離子方程式為：6Ag⁺+2Cr³⁺+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6Ag↓+14H⁺、S₂O₈^2-+2Ag=2Ag⁺+2SO₄^2-，
故答案為：6Ag⁺+2Cr³⁺+7H₂O=Cr₂O₇^2-+6Ag↓+14H⁺；S₂O₈^2-+2Ag=2Ag⁺+2SO₄^2-．
分析：（1）、S₂O₈^2-中存在一個過氧鍵（-O-O-），其中有2個氧原子為-1價，根據(jù)化合價代數(shù)和等于所帶電荷計算S₂O₈^2-中硫元素；
（2）、題目給出的六種物質，已知Cr³⁺→Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化反應，一定有物質發(fā)生還原反應，S₂O₈^2-中存在一個過氧鍵（-O-O-），其中有2個氧原子為-1價，硫元素為+6價．SO₄^2-中硫元素為+6價，故氧元素化合價降低，S₂O₈^2-為氧化劑，根據(jù)原子守恒、電荷守恒、電子轉移守恒判斷H⁺、H₂O是反應物還是生成物，配平書寫；
（3）、Ag⁺是強氧化劑，能把Cr³⁺氧化為Cr₂O₇^2-，Ag⁺本身被還原為Ag，S₂O₈^2-將Ag氧化為Ag⁺．
點評：本題考查了氧化還原反應配平、化合價計算、常用化學用語，題目難度較大，判斷S₂O₈^2-中元素的化合價及書寫離子方程式是關鍵．