Question

13．实验室可用KMnO₄和浓盐酸反应制取氯气．
KMnO₄+HCl（浓）═KCl+MnCl₂+Cl₂↑+H₂O　（未配平）
（1）配平化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目．
（2）将上述配平的化学方程式改写为离子方程式2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（3）浓盐酸在反应中显示出来的性质是②
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
（4）若产生0.5molCl₂，则被氧化的HCl1mol，转移的电子的数目约为1mol．
（5）一定条件下，KMnO₄还可以氧化其他还原性物质．
MnO₄^-+C₂O₄^2-+16H⁺=Mn²⁺+CO₂↑+8H₂O
完成上述离子方程式，此反应中，发生氧化反应的物质是C₂O₄^2-；若转移1mol电子，生成标准状况下CO₂22.4L．

Answer 1

分析 （1）根据氧化还原反应中电子守恒及质量守恒定律来配平，化合价升高，元素失电子，化合价降低，元素得到电子，化合价升高数=化合价降低数=转移电子数；
（2）将化学反应中的强电解质写成离子的形式，氯气和水应保留化学式来书写离子反应方程式；
（3）浓盐酸在反应中生成盐时表现酸性，生成氯气时表现还原性；
（4）根据Cl元素的化合价变化来计算转移的电子；
（5）反应中Mn元素化合价由+7价降低为+2价，共降低5价，C元素化合价由+3价升高为+4价，共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，可以确定MnO₄^-的系数为2、C₂O₄^2-的系数为5，由原子守恒可知Mn²⁺的系数为2、CO₂的系数为10，由电荷守恒可知，反应物中缺项为H⁺，由元素守恒可知生成物中缺项为H₂O．

解答 解：（1）KMnO₄+HCl（浓）→KCl+MnCl₂+Cl₂↑+H₂O中，Mn元素的化合价由+7降低为+2价，Cl元素的化合价由-1价升高到0，化合价升高数=化合价降低数=转移电子数=10，根据电子守恒可知，MnCl₂的化学计量数为2，Cl₂的化学计量数为5，再根据质量守恒定律可知，配平的化学反应为2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，单线桥表示反应中电子转移的方向和数目为，
故答案为：；
（2）在反应2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，改为离子反应时Cl₂和H₂O应保留化学式，其余物质均写成离子形式，则离子反应为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）由反应可知，盐酸参与反应生成KCl和MnCl₂时表现其酸性，生成Cl₂时表现其还原性，故答案为：②；
（4）Cl元素的化合价由-1价升高到0，产生0.5molCl₂，则被氧化的HCl为0.5mol×2=1mol，转移的电子的物质的量为0.5mol×2×（1-0）=1mol，故答案为：1；1mol；
（5）反应中Mn元素化合价由+7价降低为+2价，共降低5价，C元素化合价由+3价升高为+4价，共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，可以确定MnO₄^-的系数为2、C₂O₄^2-的系数为5，由原子守恒可知Mn²⁺的系数为2、CO₂的系数为10，由电荷守恒可知，反应物中缺项为H⁺，由元素守恒可知生成物中缺项为H₂O，配平后离子方程式为：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，其中C元素化合价由+3价升高为+4价，则C₂O₄^2-发生氧化反应，若转移1mol电子，生成标准状况下CO₂为22.4L，故答案为：2；5；16H⁺；2；10；8H₂O；C₂O₄^2-；22.4．

点评 本题考查氧化还原反应，明确元素的化合价及电子守恒、质量守恒定律即可解答，难度不大．