Question

11．实验室可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式如下：
2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（1）标出电子转移的方向和数目．
（2）该反应中的氧化剂与还原剂物质的量之比是1：5．
（3）KMnO₄的氧化性比Cl₂的氧化性强（选填“强”或“弱”）．
（4）如反应中转移了2mol电子，则产生的Cl₂在标准状况下体积为22.4L．
（5）某同学欲用KMnO₄固体配制100mL0.5mol/L的溶液．回答下列问题：
①配制KMnO₄溶液时需用的主要仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶、胶头滴管．
②应用托盘天平称取KMnO₄固体7.9g．
③不规范的实验操作会导致实验结果的误差．分析下列操作对实验结果的影响偏小的是（请填序号）CD．
A．加水定容时俯视刻度线                     B．容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
C．颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补上 D．在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外
（6）将a mol Cl₂ 通入含b mol FeBr₂的溶液中，当0＜$\frac{a}{b}$≤$\frac{1}{2}$时，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，写出另2个可能发生的离子方程式：
①当 $\frac{a}{b}$=1时2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-．
②当$\frac{a}{b}$≥$\frac{3}{2}$时2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-．

Answer 1

分析 （1）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价，转移电子数为10；
（2）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价，转移电子数为10，高锰酸钾是氧化剂、$\frac{5}{8}$的HCl作还原剂；
（3）同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性；
（4）根据氯气和转移电子之间的关系式计算生成氯气体积；
（5）①根据各仪器的作用选取仪器；
②m（KMnO₄）=CVM；
③根据c=$\frac{n}{V}$知，如果n偏小或V偏大都导致配制溶液浓度偏小；
（6）离子还原性Fe²⁺＞Br^-，首先发生：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe²⁺反应完毕再发生：2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，根据比例关系确定参加反应各离子物质的量关系，进而书写总的离子方程式．

解答 解：（1）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价，转移电子数为10，则电子转移方向和数目为，故答案为：；
（2）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价，转移电子数为10，高锰酸钾是氧化剂、$\frac{5}{8}$的HCl作还原剂，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比=2：10=1：5，故答案为：1：5；
（3）同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，该反应中高锰酸钾是氧化剂、氯气是氧化产物，所以KMnO₄的氧化性比Cl₂的氧化性强，故答案为：强；
（4）每生成1mol氯气就转移2mol电子，则如反应中转移了2mol电子，生成1mol氯气，其标况下体积=1mol×22.4L/mol=22.4L，
故答案为：22.4L；
（5）①还需要配制溶液的100mL容量瓶、用于定容的胶头滴管，故答案为：100mL容量瓶；胶头滴管；
②m（KMnO₄）=CVM=0.5mol/L×0.1L×158g/mol=7.9g，故答案为：7.9；
③根据c=$\frac{n}{V}$知，如果n偏小或V偏大都导致配制溶液浓度偏小，
A．加水定容时俯视刻度线，导致溶液体积偏小，配制溶液浓度偏大，故错误；                     
B．容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理，溶液体积和溶质物质的量都不变，则配制溶液浓度不变，故错误；
C．颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补上，导致溶液体积偏大，配制溶液浓度偏小，故正确；
 D．在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外，溶质的物质的量偏小，配制溶液浓度偏小，故正确；
故选CD；
（6）离子还原性Fe²⁺＞Br^-，首先发生：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe²⁺反应完毕再发生：2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，①$\frac{a}{b}$=1，Fe²⁺全部被氧化，Br^-是Fe²⁺的2倍，只有一半的Br^-被氧化性，反应离子方程式为：2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-；
②当$\frac{a}{b}$≥$\frac{3}{2}$时，Fe²⁺、Br^-全部被氧化，反应离子方程式为：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-；
故答案为：2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-；2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-．

点评 本题考查氧化还原反应计算、溶液配制、误差分析、氧化性强弱判断等知识点，为高频考点，侧重考查学生分析判断及计算能力，难点是（6）题离子方程式的书写，注意离子反应先后顺序，题目难度中等．