Question

【题目】氯气是一种重要的化学物质，在生产和生活中有广泛的用途。

（1）实验室除了可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气外，还可以用其他很多方法制取氯气，其中用氯酸钾和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式可表示为：KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O，其中该反应的氧化剂为_____________（填化学式，下同），还原剂为_________________，若反应产生0.3mol Cl2，则消耗的还原剂的物质的量为________mol，反应转移的电子数是_______________。

（2）已知：在加热条件下，3NaClO2NaCl+NaClO3．则在加热条件下，向NaOH溶液中通少量氯气时的反应方程式可表示为___________________（用一个总反应方程式表示，假设每步反应均充分进行）；某温度下，将氯气通入NaOH溶液中，得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定，NaClO、NaClO3的物质的量之比为4：1，则反应中被氧化的氯元素与被还原的氯元素的物质的量之比为_________________。

Answer 1

【答案】KClO3 HCl 0.5 3.01×1023个（0.5 NA个） 3Cl2+6NaOHNaClO3 +5NaCl+3H2O 5：9

【解析】

（1）根据反应KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O可以看出，该氧化还原反应中，若有3 mol氯气生成，则有1 mol KClO3中Cl元素化合价降低为0价，作氧化剂；6 mol HCl中有5 mol氯元素化合价升高为0价，1 mol HCl起酸性作用生成KCl，即作还原剂的浓盐酸为5 mol，再结合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与实际转移电子数；

（2）加热下，氯气和浓氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水；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。

根据反应KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O可以看出，该氧化还原反应中，若有3 mol Cl2生成，则有1 mol KClO3中Cl元素化合价降低为0价，6 mol HCl中有5 mol氯元素化合价升高为0价，1 mol HCl起酸性作用生成KCl，即作还原剂的浓盐酸为5 mol。化合价降低值=化合价升高值=转移电子数=5 mol。则产生0.3 mol Cl2，则消耗的还原剂的物质的量是0.5 mol，转移电子的物质的量也为0.5 mol，所以转移电子数为0.5 mol6.021023mol-1 = 3.01×1023个（0.5 NA），

故答案为：KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O；0.5 mol；3.01×1023个（0.5 NA个）；

（2）常温下，Cl2可与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，其化学方程式为：Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O，根据题意可知，在加热条件下，3NaClO2NaCl+NaClO3，结合上述两式可得，则在加热条件下，向NaOH溶液中通少量氯气时的反应方程式可表示为3Cl2+6NaOHNaClO3 +5NaCl+3H2O；

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4 mol，ClO3为1 mol，被氧化的Cl共为5 mol，失去电子的总物质的量为4mol×(10)+1mol×(50) = 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9 mol，则被还原的Cl的物质的量为9 mol，所以被氧化的氯元素的物质的量和被还原的氯元素之比为5 mol：9 mol =5：9，

故答案为：3Cl2+6NaOHNaClO3 +5NaCl+3H2O；5：9。