用铝箔包裹0.2mol金属钠,用针扎若干个小孔,放入100mL水中,完全反应后NaOH溶液的浓度为1mol·L-1(忽略反应前后溶液的体积变化),下列说法正确的是( )
A.反应中转移的电子数为 0.05NA B.反应中只有Na作为还原剂
C.放出的气体体积(标准状况)为 5.6L D.反应后铝箔减轻的质量为5.4g
C
【详解】
根据2Na+2H2O=2NaOH+H2↑知,0.2mol金属钠和水反应生成氢气的物质的量为0.1mol,NaOH的物质的量为0.2mol,又完全反应后NaOH溶液的浓度为1mol•L-1,则溶液中NaOH为1×0.1=0.1mol,所以反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑消耗的NaOH的物质的量为0.2-0.1=0.1mol,所以又生成0.15mol氢气,则最终得到氢气的物质的量为0.1+0.15=0.25mol,标准状况下体积为0.25×22.4=5.6L,该反应中只有氢得电子,所以反应中转移的电子数为0.25×2=0.5NA,铝箔减轻的质量为0.1mol×27g/mol=2.7g,反应中Na、铝都作为还原剂,综上所述答案为C。
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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