Question

13．實(shí)驗(yàn)室可用KMnO₄和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣．
KMnO₄+HCl（濃）═KCl+MnCl₂+Cl₂↑+H₂O　（未配平）
（1）配平化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（2）將上述配平的化學(xué)方程式改寫為離子方程式2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（3）濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是②
①只有還原性         ②還原性和酸性③只有氧化性         ④氧化性和酸性
（4）若產(chǎn)生0.5molCl₂，則被氧化的HCl1mol，轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目約為1mol．
（5）一定條件下，KMnO₄還可以氧化其他還原性物質(zhì)．
MnO₄^-+C₂O₄^2-+16H⁺=Mn²⁺+CO₂↑+8H₂O
完成上述離子方程式，此反應(yīng)中，發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是C₂O₄^2-；若轉(zhuǎn)移1mol電子，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂22.4L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒及質(zhì)量守恒定律來配平，化合價(jià)升高，元素失電子，化合價(jià)降低，元素得到電子，化合價(jià)升高數(shù)=化合價(jià)降低數(shù)=轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
（2）將化學(xué)反應(yīng)中的強(qiáng)電解質(zhì)寫成離子的形式，氯氣和水應(yīng)保留化學(xué)式來書寫離子反應(yīng)方程式；
（3）濃鹽酸在反應(yīng)中生成鹽時(shí)表現(xiàn)酸性，生成氯氣時(shí)表現(xiàn)還原性；
（4）根據(jù)Cl元素的化合價(jià)變化來計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子；
（5）反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，共降低5價(jià)，C元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+4價(jià)，共升高2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為10，可以確定MnO₄^-的系數(shù)為2、C₂O₄^2-的系數(shù)為5，由原子守恒可知Mn²⁺的系數(shù)為2、CO₂的系數(shù)為10，由電荷守恒可知，反應(yīng)物中缺項(xiàng)為H⁺，由元素守恒可知生成物中缺項(xiàng)為H₂O．

解答 解：（1）KMnO₄+HCl（濃）→KCl+MnCl₂+Cl₂↑+H₂O中，Mn元素的化合價(jià)由+7降低為+2價(jià)，Cl元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高到0，化合價(jià)升高數(shù)=化合價(jià)降低數(shù)=轉(zhuǎn)移電子數(shù)=10，根據(jù)電子守恒可知，MnCl₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，Cl₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為5，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，配平的化學(xué)反應(yīng)為2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，單線橋表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為，
故答案為：；
（2）在反應(yīng)2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，改為離子反應(yīng)時(shí)Cl₂和H₂O應(yīng)保留化學(xué)式，其余物質(zhì)均寫成離子形式，則離子反應(yīng)為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）由反應(yīng)可知，鹽酸參與反應(yīng)生成KCl和MnCl₂時(shí)表現(xiàn)其酸性，生成Cl₂時(shí)表現(xiàn)其還原性，故答案為：②；
（4）Cl元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高到0，產(chǎn)生0.5molCl₂，則被氧化的HCl為0.5mol×2=1mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.5mol×2×（1-0）=1mol，故答案為：1；1mol；
（5）反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，共降低5價(jià)，C元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+4價(jià)，共升高2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為10，可以確定MnO₄^-的系數(shù)為2、C₂O₄^2-的系數(shù)為5，由原子守恒可知Mn²⁺的系數(shù)為2、CO₂的系數(shù)為10，由電荷守恒可知，反應(yīng)物中缺項(xiàng)為H⁺，由元素守恒可知生成物中缺項(xiàng)為H₂O，配平后離子方程式為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，其中C元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+4價(jià)，則C₂O₄^2-發(fā)生氧化反應(yīng)，若轉(zhuǎn)移1mol電子，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂為22.4L，故答案為：2；5；16H⁺；2；10；8H₂O；C₂O₄^2-；22.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，明確元素的化合價(jià)及電子守恒、質(zhì)量守恒定律即可解答，難度不大．