氮化铝(AlN、Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域.在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3+N2+3C2AlN+3CO合成.下列叙述正确的是( )
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.AlN的摩尔质量为41 g
C.AlN中氮元素的化合价为+3
D.上述反应中,每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
【考点】氧化还原反应.
【分析】Al2O3+N2+3C2AlN+3CO中,N元素的化合价由0降低为﹣3价,C元素的化合价由0升高为+2价,以此来解答.
【解答】解:A.N元素的化合价降低,C元素的化合价升高,则N2是氧化剂,C是还原剂,故A错误;
B.AlN的摩尔质量为41g/mol,质量的单位为g,故B错误;
C.AlN中,Al为+3价,则氮的化合价为﹣3价,故C错误;
D.每生成2mol AlN,转移2mol×[0﹣(﹣3)]=6mol电子,则每生成1 mol AlN需转移3 mol电子,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查氧化还原反应,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和转移电子的考查,题目难度不大.
氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
电子的得失过程:
其过程用核外电子排布变化情况可表示为:
氧化还原反应中存在以下一般规律:
强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:
物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
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