Question

11．金属及其化合物有广泛的应用．
（l）在0.2L由NaCl、MgCl₂、CaCl₂组成的混合液中，部分离子浓度大小如下图所示，回答下列问题：
①该混合液中含溶质MgCl₂的物质的量为0.1mol．
②将该混合液加水稀释至体积为lL，稀释后溶液中Ca²⁺的物质的量浓度为0.1 mol•L^-1．
（2）将8.0克氧化铜粉末，溶解于2L某浓度的盐酸中，再加入过量的铁粉，充分反应后过滤，同时收集到2.24L标准状况下的氢气．
①反应过程中涉及到的化学反应的离子方程式为CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺．
②所用盐酸的物质的量浓度为0.2mol•L^-1．
（3）实验室有时用KClO₃和浓HCl制取氯气，其反应的化学方程式为KClO₃+6HCl（浓）═KCl+3Cl₃↑+3H₂O，该反应中的氧化剂是KClO₃，若有6mol Cl₂生成，反应过程转移电子的物质的量是10mol，有10mol HCl被氧化．

Answer 1

分析 （1）①先根据MgCl₂的物质的量浓度=镁离子浓度来计算浓度，再根据n=cV计算；
②根据稀释前后溶质的物质的量不变，利用C=$\frac{n}{V}$来解答；
（2）发生CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺，n（Cu0）=$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，结合反应及c=$\frac{n}{V}$来计算；
（3）该反应中Cl元素化合价由+5价变为0价、-1价变为0价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂；
根据原子守恒计算被氧化的浓盐酸物质的量；根据氯气和转移电子关系计算转移电子数．

解答 解：（1）①根据MgCl₂的物质的量浓度=镁离子浓度=0.5 mol•L^-1，MgCl₂的物质的量=0.5 mol•L^-1×0.2L=0.1mol，故答案为：0.1mol；
②溶液中的电荷守恒：c（Na⁺）×1+c（Mg²⁺）×2+c（Ca²⁺）×2=c（Cl^-）×1，1.0 mol•L^-1 +0.5 mol•L^-1×2+c（Ca²⁺）×2=3 mol•L^-1×1，c（Ca²⁺）=0.5 mol•L^-1，c（CaCl₂）=0.5 mol•L^-1，稀释后溶液中Ca²⁺的物质的量浓度为$\frac{0.5mol/L×0.2L}{1L}$=0.1 mol•L^-1，故答案为：0.1 mol•L^-1；
（2）n（Cu0）=）=$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
发生CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺，
则Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺，
0.2mol 0.1mol
CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺，
0.1mol 0.2mol
所所以n（HCl）=0.2mol+0.2mol=0.4mol，
c（HCl）=$\frac{0.4mol}{2L}$=0.2mol•L^-1，
故答案为：CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺；0.2mol•L^-1；
（3）该反应中Cl元素化合价由+5价变为0价、-1价变为0价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，所以氧化剂是KClO₃；
因HCl中Cl元素的化合价升高，则HCl为该反应中的还原剂，该反应中只有Cl元素的化合价变化，氯气既是氧化产物也是还原产物，由Cl原子守恒及电子守恒可知，5个Cl原子被氧化，1个Cl被还原，该反应中生成3molCl₂转移5mole^-，当反应中6molCl₂生成时，反应过程转移电子的物质的量是5×2=10mol，有10mol HCl被氧化；
故答案为：KClO₃；10mol；10．

点评 本题主要考查了溶液浓度、物质量的计算、铁的化学性质及利用反应的计算以及氧化还原反应的分析计算，侧重分析、计算能力的考查，题目难度不大．