Question

2．KClO₃和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯．
2KClO₃+4HCl（浓）=2KCl+2ClO₂↑+1Cl₂↑+2H₂O
（1）请配平上述反应的化学方程式并表示电子转移方向和数目．
（2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是B（填编号）．
①只有还原性②还原性和酸性③只有氧化性④氧化性和酸性
（3）产生0.1mol Cl₂，则转移的电子数为0.2mol．
（4）该反应的离子方程式为2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O．
（5）ClO₂具有很强的氧化性，因此，常被用作消毒剂，其消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）是Cl₂的2.63倍．
（6）一定条件下，NO₂跟NH₃可以发生反应生成N₂和H₂O，该反应中氧化产物与还原产物的质量比是4：3．若经氧化得到的N₂比经还原得到的N₂多2.8g，参加反应的NO₂质量是27.6，NH₃13.6g．

Answer 1

分析 （1）KClO₃中氯元素化合价由+5价降低为ClO₂中+4价，化合价降低1价；HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl₂中0价，化合价升高2价，化合价升降最小公倍数为2，故ClO₂系数为2，Cl₂系数为1；再结合元素守恒，可知未知物是水，配平各物质的系数；
（2）根据HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl₂中0价可知，HCl中氯元素被氧化，HCl在反应中还原剂与酸的作用，各有一半；
（3）反应中只有Cl₂是氧化产物，HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl₂中0价，据此计算转移电子物质的量．
（4）根据离子方程式的书写方法来回答；
（5）1molCl₂可以获得2mol电子，1molClO₂可以获得电子5mol电子；
（6）反应的方程式为：6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O，根据化合价的变化判断电子转移的方向和数目，根据化学方程式以及经还原得到的N₂比经氧化得到的N₂多2.8g，利用差量法计算原反应的NO₂的物质的量．

解答 解：（1）KClO₃中氯元素化合价由+5价降低为ClO₂中+4价，化合价降低1价；HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl₂中0价，化合价升高2价，化合价升降最小公倍数为2，故ClO₂系数为2，Cl₂系数为1；所以KClO₃系数为2，KCl系数为2，HCl系数为4，结合元素守恒，可知未知物是水，水的系数是2，其反应方程式为：
2KClO₃+4HCl（浓）=2KCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，电子转移如下：
故答案为：2；4；2；2；1；2；；
（2）反应2KClO₃+4HCl（浓）=2KCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O中，HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl₂中0价可知，HCl中氯元素被氧化，HCl在反应中还原剂与酸的作用，各有一半，
故选：B；
（3）反应中只有Cl₂是氧化产物，HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl₂中0价，所以产生0.1molCl₂，转移的电子的物质的量为0.1mol×2=0.2mol，
故答案为：0.2mol；
（4）该反应的离子方程式为2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：2ClO₃^-+4H⁺+2Cl^-=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；

（5）设质量都是71g，氯气得到的电子数为 $\frac{71g}{71g/mol}$×2×1=2mol，
ClO₂得到的电子数为 $\frac{71g}{67.5g/mol}$×1×5=$\frac{71}{13.5}$mol，
则ClO₂消毒的效率是Cl₂的倍数为 $\frac{\frac{71}{13.5}}{2}$≈2.63，
故答案为：2.63．
（6）反应中NO₂中N元素的化合价由+1价降低到0价，得电子，NH₃中N元素的化合价由-3价升高到0价，失电子，氧化还原反应氧化剂和还原剂得失电子数目相等，则反应的方程式为：6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O，6molNO₂参加反应被还原生成3molN₂，8molNH₃被氧化生成4molN₂，氧化产物与还原产物的质量等于物质的量比，是4：3，
        6NO₂+8NH₃=12H₂O+7N₂ △m（氧化得到的N₂与还原得到的N₂的质量差）
     6×46    8×17             28
m（NO₂）    m（NH₃）            2.8g
 m（NO₂）=$\frac{6×46×2.8g}{28}$=27.6 g，m（NH₃）=$\frac{8×17×2.8g}{28}$=13.6g，
故答案为：4：3；27.6；13.6．

点评 本题考查氧化还原反应基本概念、配平、计算等，难度中等，判断氧化产物、还原产物是关键，注意同种元素反应氧化还原反应价态归中不交叉原则，难点是（5）题，根据转移电子相等进行计算．