Question

實驗室可用KMnO₄和濃鹽酸反應制取氯氣．其變化可表述為：

2

KMnO₄+

16

HCl（濃）═

2

KCl+

2

MnCl₂+

5

Cl₂↑+

8

H₂O
（1）請配平化學方程式（將化學計量數填入括號內）．
（2）請將上述配平的化學方程式改寫為離子方程式

2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O

．
（3）濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是

②

（填寫編號，多選倒扣）．
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）產生0.5molCl₂，則轉移的電子的物質的量為

1

mol．
（5）已知反應CuS+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+S↓+2H₂O，當轉移電子數為1.806×10²³時，被還原的硝酸的物質的量是

0.3mol

，產生標況NO₂的體積為

6.72L

．

Answer 1

分析：（1）根據氧化還原反應中電子守恒及質量守恒定律來配平；
（2）將化學反應中的強電解質寫成離子的形式，氯氣和水應保留化學式來書寫離子反應方程式；
（3）濃鹽酸在反應中生成鹽時表現酸性，生成氯氣時表現還原性；
（4）根據Cl元素的化合價變化來計算轉移的電子；
（5）由反應CuS+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+S↓+2H₂O可知，轉移2mol電子時被還原的硝酸為2mol，以此來計算．

解答：解：（1）KMnO₄+HCl（濃）→KCl+MnCl₂+Cl₂↑+H₂O中，Mn元素的化合價由+7降低為+2價，Cl元素的化合價由-1價升高到0，
根據電子守恒可知，MnCl₂的化學計量數為2，Cl₂的化學計量數為5，
再根據質量守恒定律可知，配平的化學反應為2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2；16；2；2；5；8；
（2）在反應2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，改為離子反應時Cl₂和H₂O應保留化學式，
其余物質均寫成離子形式，則離子反應為2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）由反應可知，鹽酸參與反應生成KCl和MnCl₂時表現其酸性，生成Cl₂時表現其還原性，故答案為：②；
（4）Cl元素的化合價由-1價升高到0，產生0.5molCl₂，則轉移的電子的物質的量為0.5mol×2×（1-0）=1mol，故答案為：1；
（5）由反應CuS+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+S↓+2H₂O可知，S元素的化合價由-2價升高到0，N元素的化合價由+5降低為+4價，
則轉移2mol電子時被還原的硝酸為2mol，當轉移電子數為1.806×10²³時，電子的物質的量為

1.806×1023

6.02×1023

=0.3mol，
由2HNO₃～2NO₂～2e^-可知，被還原的硝酸的物質的量是0.3mol，氣體為0.3mol，其標況下體積為0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案為：0.3mol；6.72L．

點評：本題考查氧化還原反應，明確元素的化合價及電子守恒、質量守恒定律即可解答，難度不大，注意（5）中CuS中Cu為+2價，S為-2價來解答．