Question

13．酒后驾车已成为一个社会问题．2013年1月1日起执行的新交通法规对酒后驾车作出严厉的处罚规定，检测驾驶人员呼气中酒精浓度（BrAC）的方法有多种．
（1）早期是利用检测试剂颜色变化定性判断BrAC，曾用如下反应检测BrAC：
3CH₃CH₂OH+2KMnO₄→3CH₃CHO+2MnO₂+2KOH+2H₂O．请配平上述方程式
（2）已知KMnO₄在酸性条件下氧化性增强，能得到更多的电子，若在稀硫酸中反应的氧化产物为乙酸，则还原产物为MnSO₄；若反应产生了12.0mg乙酸，则转移的电子物质的量是0.0008mol．
（3）受上述方法启发，后来用五氧化二碘的淀粉溶液检测BrAC，乙醇被氧化为乙醛，该反应的化学方程式为I₂O₅+5CH₃CH₂OH→I₂+5CH₃CHO+5H₂O．
（4）如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气、流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测．则该电池的负极反应式为CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=CH₃COOH+4H⁺，正极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．
（5）1994年美国首次批准使用唾液酒精含量检测方法，成为血液、呼气之后的第三种检测手段．其原理是在乙醇氧化酶作用下，乙醇与氧气反应生成乙醛和过氧化氢，判断该条件下乙醇、氧气、乙醛和过氧化氢四种物质中氧化性最强的物质是O₂（填写化学式）．

Answer 1

分析 （1）反应中KMnO₄中Mn元素化合物由+7价降低为MnO₂中+4价，C元素的化合价升高，结合电子、原子守恒配平；
（2）KMnO₄在酸性条件下氧化性增强，在稀硫酸中将乙醇氧化为乙酸，Mn元素被还原为较低价态的Mn²⁺；
（3）五氧化二碘的淀粉溶液检测BrAC，乙醇被氧化为乙醛，用淀粉检验碘的生成，反应有碘生成；
（4）酸性燃料电池中，负极上乙醇失去电子，正极上氧气得到电子；
（5）根据氧化剂氧化性强于氧化产物的氧化性判断．

解答 解：（1）反应中KMnO₄中Mn元素化合物由+7价降低为MnO₂中+4价，C元素的化合价升高，由电子及原子守恒可知，反应为3CH₃CH₂OH+2KMnO₄→3CH₃CHO+2MnO₂+2KOH+2H₂O，
故答案为：3；2；3；2；2；2；
（2）KMnO₄在酸性条件下氧化性增强，在稀硫酸中将乙醇氧化为乙酸，Mn元素被还原为较低价态的Mn²⁺，故还原产物为MnSO₄，12.0mg乙酸的物质的量为$\frac{0.012g}{60g/mol}$=2×10^-4mol，反应中C元素化合价由乙醇中的+2升高为乙酸中0价，故转移电子为2×10^-4mol×2×（2-0）=0.0008mol，
故答案为：MnSO₄；0.0008mol；
（3）五氧化二碘的淀粉溶液检测BrAC，乙醇被氧化为乙醛，用淀粉检验碘的生成，反应有碘生成，反应方程式为I₂O₅+5CH₃CH₂OH→I₂+5CH₃CHO+5H₂O，
故答案为：I₂O₅+5CH₃CH₂OH→I₂+5CH₃CHO+5H₂O；
（4）酸性燃料电池中，负极上乙醇失去电子，负极反应为CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=CH₃COOH+4H⁺，正极上氧气得到电子，正极反应为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案为：CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=CH₃COOH+4H⁺；O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（5）反应中氧气是氧化剂，乙醇是还原剂，乙醛是氧化产物，过氧化氢是还原产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，也强于还原剂、还原产物的氧化性，故氧气的氧化性最强，故答案为：O₂．

点评 本题考查较综合，涉及氧化还原反应的计算与配平、氧化还原反应的应用及原电池等，综合性较强，侧重分析与迁移应用能力及高频考点的考查，题目难度中等．