Question

KClO₃和濃HCl在一定溫度下反應會生成黃綠色的易爆物二氧化氯．其反應可表述為：

 

KClO₃+

 

HCl（濃）→

 

KCl+

 

ClO₂+

 

Cl₂+

 

H₂O
（1）配平以上化學方程式（化學計量數(shù)填入劃線上）并標出電子轉移的方向和數(shù)目．
（2）反應中的氧化劑是

 

，被氧化的元素是

 

，ClO₂是反應的

 

（填氧化或還原）產(chǎn)物．
（3）濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是（填寫號碼）

 

①還原性  ②氧化性  ③酸性  ④堿性
（4）反應產(chǎn)生0.1mol Cl₂，則轉移的電子的物質的量為

 

mol
（5）ClO₂具有很強的氧化性，因此可被用來做消毒劑，若ClO₂作消毒劑后其自身轉化為Cl^-，則其消毒的效率（以單位質量得到電子數(shù)表示）是Cl₂的

 

倍（保留2位小數(shù)）．

Answer 1

分析：（1）KClO₃中氯元素化合價由+5價降低為ClO₂中+4價，化合價降低1價；HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價，化合價升高2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，故ClO₂系數(shù)為2，Cl₂系數(shù)為1；再結合元素守恒，可知未知物是水，配平各物質的系數(shù)；
（2）根據(jù)在氧化還原反應中元素化合價升高，被氧化，是還原劑，其產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物；化合價降低，被還原，是氧化劑，其對應產(chǎn)物為還原產(chǎn)物；
（3）根據(jù)HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價可知，HCl中氯元素被氧化，HCl在反應中還原劑與酸的作用，各中一半；
（4）反應中只有Cl₂是氧化產(chǎn)物，HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價，據(jù)此計算轉移電子物質的量；
（5）1molCl₂可以獲得2mol電子，1molClO₂可以獲得電子5mol電子；

解答：解：（1）KClO₃中氯元素化合價由+5價降低為ClO₂中+4價，化合價降低1價；HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價，化合價升高2價，化合價升降最小公倍數(shù)為2，故ClO₂系數(shù)為2，Cl₂系數(shù)為1；所以KClO₃系數(shù)為2，KCl系數(shù)為2，HCl系數(shù)為4，結合元素守恒，可知未知物是水，水的系數(shù)是2．電子轉移的方向和數(shù)目為：
故答案為：2、4、2、1、2、2H₂O；；
（2）KClO₃氯元素的化合價降低，是氧化劑，對應的產(chǎn)物二氧化氯是還原產(chǎn)物，HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價，化合價升高，氯元素被氧化，
故答案為：KClO₃；Cl；還原；
（3）反應2KClO₃+4HCl（濃）=2KCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O中，HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價可知，HCl中氯元素被氧化，HCl在反應中還原劑與酸的作用，各中一半，
故選：①③；
（4）反應中只有Cl₂是氧化產(chǎn)物，HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價，所以產(chǎn)生0.1molCl₂，轉移的電子的物質的量為0.1mol×2=0.2mol，
故答案為：0.2mol；
（5）設質量都是71g，氯氣得到的電子數(shù)為

71g

71g/mol

×2×1=2mol，
ClO₂得到的電子數(shù)為

71g

67.5g/mol

×1×5=

71×5

67.5

mol=

71

13.5

mol，
則ClO₂消毒的效率是Cl₂的倍數(shù)為

71 13.5 mol

2mol

=

71

27

≈2.63，
故答案為：2.63．

點評：本題以氯氣的制法來考查酸的性質，氧化還原反應中轉移的電子數(shù)的計算，明確化合價的變化是分析的關鍵，難點是消毒效率的計算，題目難度中等．