Question

2006年5月31日是“世界無煙日”，煙氣中含有一種能與血液中血紅蛋白結合的有毒氣CO。市場上出現過一種一氧化碳檢測器，其外觀像一張塑料信用卡，正中有一個直徑不到2 cm的小窗口，露出橙紅色固態物質。若發現橙紅色轉為黑色而在短時間內不復原，表明室內一氧化碳濃度超標，有中毒危險。一氧化碳不超標時，橙紅色雖也會變黑卻能很快復原。已知檢測器的化學成分：親水性的硅膠、氯化鈣、固體酸H₈[Si(Mo₂O₇)₆]·28H₂O、CuCl₂·2H₂O和PdCl₂·2H₂O（注：橙紅色為復合色，不必細究）。

（1）CO與PdCl₂·2H₂O的反應方程式為：________________________________________。

（2）題（1）的產物之一與CuCl₂·2H₂O反應而復原，化學方程式為：____________________________________________________________________。

（3）題（2）的產物之一復原的反應方程式為：_____________________________________。

Answer 1

思路解析：第一個問題的關鍵是：CO和PdCl₂·2H₂O誰是氧化劑？當然有兩種正好相反的假設，假設1，得到C和某種高價鈀化合物，假設2，得到CO₂和金屬鈀。哪一個假設正確？要從第2問得到啟示。顯然，第2問需要應試者自己得出結論，首先是CuCl₂·2H₂O不可能是還原劑，只可能是氧化劑，因為在水體系里銅的價態不能再升高。如果應試者沒有這種基本思路，就無法對第1問的兩種假設作出抉擇。有了這種思路，必然對“（1）中的產物之一”對準C和Pd。問：其中哪一個可以跟CuCl₂·2H₂O反應？中學課本上討論過碳的氧化，使用的都是強氧化劑，如空氣中的氧氣、濃硫酸、濃硝酸等，而且都需加熱，可見碳不是強還原劑，把它氧化不那么容易，應當排除，于是“定音”，假設2是正確的，這是一箭雙雕，既答了第1問，又答了第2問。當然，第2問又存在兩種可能，銅被還原得銅（1）呢還是得銅（0）。怎樣判斷？需要第3問來幫助，第3問要求寫出第2問中產物之一被復原，自然是指銅（1）或銅（0）的復原。先不必問氧化劑是誰，應試者就清楚，銅（1）比銅（0）易復原，即容易被氧化。由此選擇了銅（1）為第2問的答案，完成第2問的解答。再接著思考第3問：使銅（1）復原為銅（2）使用了什么試劑？首先要明確，它一定是氧化劑，然后從檢測器化學組成中去找，找不到，于是被逼到“華容道”上去了，只能選擇空氣中的氧氣，別無他路，全題得解。

答案：（1）CO＋PdCl₂·2H₂OCO₂＋Pd＋2HCl＋H₂O

（2）Pd＋2CuCl₂·2H₂OPdCl₂·2H₂O＋2CuCl＋2H₂O

或Pd＋CuCl₂·2H₂OPdCl₂·2H₂O＋Cu

（3）4CuCl＋4HCl＋6H₂O＋O₂4CuCl₂·2H₂O