Question

【題目】氯氣是重要的基本化工原料，廣泛用于化學(xué)、冶金、造紙、紡織、醫(yī)藥、石油等工業(yè)，以及飲用水消毒、污水處理等方面。

（1）實驗室制取Cl2的反應(yīng)方程式為：4HCl（濃）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O。該反應(yīng)中氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為_________；

（2）KMnO4和鹽酸反應(yīng)也可制取Cl2：

____KMnO4+____HCl=____KCl+____MnCl2+____Cl2↑+____H2O

請配平該反應(yīng)方程式。當(dāng)標準狀況下有11.2L氯氣生成時，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_____。

（3）用氯氧化法可處理含KCN的廢水。液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成毒性僅為氰化物的千分之一的氰酸鹽，氰酸鹽再進一步被氧化為無毒物質(zhì)。

①由反應(yīng)KCN+2KOH+Cl2 = KOCN + 2KCl+H2O判斷，氰酸鹽KOCN中C元素的化合價為_________(已知反應(yīng)前后氮元素化合價未改變)；

②投入過量液氯，可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣。請用單線橋法標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：

2KOCN+4KOH+ 3Cl2 = 2CO2↑ + N2 ↑+6KCl + 2H2O

______________________________

③若某廠廢水中含KCN的濃度為0.65g/L，處理上述廢水20.0 L，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，至少需液氯的物質(zhì)的量為___________mol。

Answer 1

【答案】1:2 2 16 2 2 5 8 6.02×1023 +4價 【答題空10】 0.5

【解析】

（1）. 4HCl（濃）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O中，Mn元素的化合價降低，則MnO2為氧化劑，Cl元素的化合價升高，則HCl為還原劑，反應(yīng)中4molHCl參加反應(yīng)只有2mol作還原劑，則該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1:2，故答案是： 1:2。

（2）. 反應(yīng)中2HCl→Cl2 ，氯元素化合價由-1價升高為0價，共升高2價，KMnO4 →MnCl2 ，Mn元素化合價由+7價降低為+2價，共降低5價，化合價升降最小公倍數(shù)為10，故KMnO4 系數(shù)為2，Cl2 系數(shù)為5，根據(jù)Mn元素守恒可知MnCl2 系數(shù)為2，根據(jù)K元素守恒可知KCl系數(shù)為2，根據(jù)Cl元素守恒可知HCl系數(shù)為16，根據(jù)H元素可知H2O的系數(shù)為8，配平后方程式為：2KMnO4 +16HCl═2KCl+2MnCl2 +5Cl2 ↑+8 H2O；標準狀況下有11.2L氯氣生成時，n（Cl2）＝11.2.L÷22.4L/mol=0.5mol，根據(jù)方程式可知當(dāng)有5mol氯氣生成時，轉(zhuǎn)移電子10mol，所以當(dāng)有0.5mol氯氣生成時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.5mol×2=1mol，故轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是6.02×1023個；故此題答案是2、16、2、2、5、8；6.02×1023。

（3）. ①. 在KCN中K元素的化合價是+1價，N元素的化合價是-3價，所以C元素的化合價是+2價，因反應(yīng)前后氮元素化合價未改變，所以在KOCN中K元素是+1價，O元素是-2價，N元素是-3價，則根據(jù)化合價代數(shù)和為0，C元素的化合價是+4價，故答案是：+4。

②. 在2KOCN+4KOH+ 3Cl2 = 2CO2↑ + N2 ↑+6KCl + 2H2O中，2KOCN→N2，N元素化合價從-3價升高到0價，共升高6價失去6個電子，3Cl2→6KCl，Cl元素化合價從0價降低到-1價，共降低6價得到6個電子，所以單線橋法表示的方程式

③.廢水中KCN的質(zhì)量為0.65g/L×20L=13g，物質(zhì)的量為13g÷65g/mol=0.2mol，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，應(yīng)生成CO2、N2，整個過程中C元素化合價由+2價升高為+4價，N元素化合價由-3價升高為0價，Cl元素化合價由0價降低為-1價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知2×n（Cl2）=0.2mol×（4-2）+0.2mol×[0-（-3）]，解得n（Cl2）=0.5mol，故需要液氯的物質(zhì)的量是0.5mol。