Question

某容器中发生一个化学反应，反应过程中存在H₂O、ClO^-、CN、HCO₃^-、N₂、Cl^-六种物质．在反应过程中测得ClO^-和N₂的物质的量随时间变化的曲线如图所示．下列有关判断中正确的是（ ）
A．还原荆是含CN^-的物质，氧化产物只有N₂
B．氧化剂足ClO^-，还原产物是HCO₃^-
C．配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为5：2
D．若生成2.24LN₂（标准状况）．则转移电子0.5mol

Answer

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，化合价总共升高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、由化合价变化可知氧化产物有HCO3-、N2．
B、所含元素化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂通过还原反应生成的物质是还原产物．结合方程式，利用化合价变化判断．
C、反应中是CN-是还原剂，ClO-是氧化剂，根据化合价升降配平，方程式判断．
D、反应中只有氯元素化合价降低，根据氮气的体积计算参加反应的ClO-的物质的量，反应中Cl元素化合价由+1价降低为-1价，据此计算．
【解析】
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，化合价总共升高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，氧化剂与还原剂的化学计量数之比为5：2，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，所以转移电子数为0.5mol×2×NAmol-1=NA，故D错误．
故选：C．