Question

10．请按指定要求完成下列问题．
（1）在3BrF₃+5H₂O═HBrO₃+Br₂+9HF+O₂↑的反应中，3mol的BrF₃参加反应时，被水所还原的BrF₃的物质的量是$\frac{4}{3}$mol．
（2）已知砒霜As₂O₃与Zn可以发生如下反应：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O
①请用双线桥法标出电子转移的方向和数目．
②若生成0.2mol AsH₃，则转移的电子数为1.2N_A．
（3）二氧化氯（ClO₂）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，制备ClO₂有下列两种方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
①方法一中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1；
②若两种方法制备得到相同条件下相同体积的ClO₂气体，则两方法中消耗的还原剂质量之比为73：34
③Cl₂与ClO₂均用作水处理剂，若它们中的氯元素均被还原为Cl^-，则相同质量的ClO₂是Cl₂消毒效率的2.63倍．

Answer 1

分析 （1）3BrF₃+5H₂O═HBrO₃+Br₂+9HF+O₂中，Br元素的化合价分别由+3价升高为+5价、由+3价降低为0，O元素的化合价由-2价升高为0；
（2）As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O中Zn元素的化合价升高，As元素的化合价降低，该反应转移电子为12e^-；
（3）①2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，NaClO₃为氧化剂，HCl为还原剂，只有一半HCl作还原剂；
②得到相同条件下相同体积的ClO₂气体，设均生成2mol，方法一中作还原剂的HCl为2mol，方法二中作还原剂的H₂O₂为1mol；
③设质量均为m，结合n=$\frac{m}{M}$及化合价变化计算．

解答 解：（1）3mol的BrF₃参加反应时，有5mol水参加反应时，O元素化合价由-2价升高到0价，2mol水被氧化，失去4mol电子，Br元素化合价由+3价降低到0价，则由H₂O还原的BrF₃为$\frac{4mol}{（3-0）}$=$\frac{4}{3}$mol，故答案为：$\frac{4}{3}$mol；
（2）①As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O中Zn元素的化合价升高，As元素的化合价降低，该反应转移电子为12e^-，用双线桥法标出电子转移的方向和数目为，故答案为：；
②若生成0.2mol AsH₃，由As元素的化合价由+3价降低为-3价可知转移的电子数为0.2mol×6×N_A=1.2N_A，故答案为：1.2N_A；
（3）①2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，NaClO₃为氧化剂，HCl为还原剂，只有一半HCl作还原剂，由反应可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为2mol：2mol=1：1，故答案为：1：1；
②得到相同条件下相同体积的ClO₂气体，设均生成2mol，方法一中作还原剂的HCl为2mol，方法二中作还原剂的H₂O₂为1mol，可知两方法中消耗的还原剂质量之比为2mol×36.5g/mol：1mol×34g/mol=73：34，故答案为：73：34；
③Cl₂与ClO₂均用作水处理剂，若它们中的氯元素均被还原为Cl^-，则相同质量的ClO₂是Cl₂消毒效率的$\frac{\frac{m}{67.5}×5}{\frac{m}{71}×2×1}$=2.63倍，故答案为：2.63．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应及电子转移计算、物质的量的有关计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．