Question

5．氯气是一种重要的氧化剂．
（1）实验室除了可用二氧化锰和浓盐酸反应抽取氯气，也可用氯酸钾和浓盐酸加热制备氯气，则反应的化学方程式是MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑．若产生0.3molCl₂，则消耗的还原剂的物质的量是0.6mol．
（2）将氯气通入足量的氯化亚铁溶液中，反应的离子方程式是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，欲检验Fe²⁺是否全部被氧化在Fe³⁺的操作、现象及结论为取待测液，加入高锰酸钾，溶液褪色，证明有亚铁离子，亚铁离子没有全部被氧化，若是加入高锰酸钾，溶液不褪色，证明没有亚铁离子，亚铁离子全部被氧化．
（3）在加热条件下，浓NaOH溶液与氯气反应可获取NaClO₃和氯化钠，则反应的离子方程式是3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．
（4）已知在某温度下，将氯气通入烧碱液中，得到NaCl、NaClO和NaClO₃的混合液．经测定，NaClO和NaClO₃的物质的量之比为4：1，则反应中被氧化与被还原的氯元素的物质的量之比是9：5．

Answer 1

分析 （1）实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，根据反应物、生成物和反应条件写出反应方程式；根据氯气和转移电子之间的关系式、原子守恒计算还原剂的物质的量；
（2）通入氯气时Fe²⁺被氧化为铁离子；Fe³⁺能和SCN^-生成络合物，溶液呈现血红色，亚铁离子不能，但是能使高锰酸钾退色；
（3）氯气和浓氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水；
（4）Cl₂生成ClO^-与ClO₃^-是被氧化的过程，Cl₂生成NaCl是被还原的过程，氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，根据ClO^-与ClO₃^-的物质的量浓度之比可计算失去电子的总物质的量，进而可计算得到电子的总物质的量，可计算被还原的氯元素的物质的量，则可计算被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比．

解答 解：（1）在加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，该反应中作还原剂的浓盐酸反应后生成氯气，若产生1molCl₂，根据原子守恒知，被还原的浓盐酸的物质的量是2mol，若产生0.3molCl₂，则消耗的还原剂的物质的量是0.6mol，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；0.6mol；
（2）将氯气通入足量的氯化亚铁溶液中，反应的离子方程式是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，检验Fe²⁺是否全部被氧化在Fe³⁺：向溶液中加入KSCN，出现血红色，证明溶液中亚铁离子被氧化为铁离子，取待测液，加入高锰酸钾，溶液褪色，证明有亚铁离子，亚铁离子没有全部被氧化，若是加入高锰酸钾，溶液不褪色，证明没有亚铁离子，亚铁离子全部被氧化，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；取待测液，加入高锰酸钾，溶液褪色，证明有亚铁离子，亚铁离子没有全部被氧化，若是加入高锰酸钾，溶液不褪色，证明没有亚铁离子，亚铁离子全部被氧化；
（3）氯气和浓氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水，即3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O，故答案为：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O；
（4）Cl₂生成ClO^-与ClO₃^-是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为+1价和+5价，ClO^-与ClO₃^-的物质的量浓度之比为4：1，则可设ClO^-为4mol，ClO₃^-为1mol，被氧化的Cl共为5mol，失去电子的总物质的量为4mol×（1-0）+1mol×（5-0）=9mol，
氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，
Cl₂生成NaCl是被还原的过程，化合价由0价降低为-1价，
则得到电子的物质的量也应为9mol，则被还原的Cl的物质的量为9mol，
所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为9mol：5mol=9：5，
故答案为：9：5．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度不大，本题注意从氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等的角度计算，注意守恒法的利用．