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被称为万能还原剂的NaBH4,溶于水并和水反应:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ 下列说法正确的是 [ ] A. NaBH4既是氧化剂又是还原剂 B. NaBH4是氧化剂,水是还原剂

被称为万能还原剂的NaBH4,溶于水并和水反应:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ 下列说法正确的是 [ ] A. NaBH4既是氧化剂又是还原剂 B. NaBH4是氧化剂,水是还原剂 C. 硼元素被氧化,氢元素被还原 D. 氢气既是氧化产物又是还原产物

要判断反应 NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2 中各物质的作用,需通过分析元素化合价变化确定氧化还原关系。硼元素在 NaBH4NaBO2 中均为 +3 价,未发生氧化还原;而氢元素存在三种价态:NaBH4 中氢为 -1 价(还原剂特征),H2O 中氢为 +1 价(氧化剂特征),产物 H2 中氢为 0 价(既是氧化产物也是还原产物)。

从电子转移角度看\(\text{NaBH}_4\) 中 -1 价的氢失去电子被氧化为 \(\text{H}_2\),每摩尔 \(\text{NaBH}_4\) 失去 4 摩尔电子;\(\text{H}_2\text{O}\) 中 +1 价的氢得到电子被还原为 \(\text{H}_2\),每摩尔 \(\text{H}_2\text{O}\) 得到 1 摩尔电子。根据电子守恒,4 摩尔 \(\text{H}_2\) 中,1 摩尔来自 \(\text{NaBH}_4\) 的氧化,3 摩尔来自 \(\text{H}_2\text{O}\) 的还原。这符合“归中反应”特征——同一元素(氢)的不同价态(-1 和 +1)反应后生成中间价态(0)。

选项分析

A/B 错误:\(\text{NaBH}_4\) 仅作还原剂(氢元素被氧化),\(\text{H}_2\text{O}\) 仅作氧化剂(氢元素被还原),二者不兼具双重角色。

C 错误:硼元素化合价始终为 +3 价,未参与氧化还原。

D 正确:\(\text{H}_2\) 中的氢原子既来自 \(\text{NaBH}_4\) 中 -1 价氢的氧化,也来自 \(\text{H}_2\text{O}\) 中 +1 价氢的还原,因此既是氧化产物又是还原产物。

结论:该反应通过氢元素的价态归中实现电子转移,体现了 \(\text{NaBH}_4\) 作为强还原剂的特性,而水作为温和氧化剂参与反应。这一过程在纳米材料制备中被广泛应用,例如用 \(\text{NaBH}_4\) 还原金属离子时,水既提供质子又调节反应环境。最终答案为 D

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