Question

KClO₃和濃鹽酸在一定溫度下反應(yīng)會(huì)生成黃綠色的易爆物二氧化氯。其變化可表述為：

（1）請(qǐng)完成該化學(xué)方程式并配平（將未知物化學(xué)式和計(jì)量數(shù)填入框內(nèi)）。

（2）濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是__________________________________________。

①只有還原性  ②還原性和酸性  ③只有氧化性  ④氧化性和酸性

(3)產(chǎn)生0.1 mol Cl₂，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為__________mol。

(4)ClO₂具有很強(qiáng)的氧化性，因此常被用作消毒劑，其消毒效率（以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示）是Cl₂的____________倍。

Answer 1

（1）2KClO₃+4HCl（濃）====2KCl+2ClO₂↑+1Cl₂↑+2H₂O 

（2）②   （3）0.2     （4）2.63

解析：（1）該問是本題的難點(diǎn)，學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的問題是：用化合價(jià)升降法配平化學(xué)方程式時(shí)，不明白ClO₂和Cl₂哪一個(gè)是氧化產(chǎn)物，哪一個(gè)是還原產(chǎn)物，因而無從下手。該反應(yīng)是不同價(jià)態(tài)的同一元素之間的氧化還原反應(yīng)，所得產(chǎn)物中該元素的化合價(jià)應(yīng)介于反應(yīng)物的高價(jià)和低價(jià)之間，且還原產(chǎn)物中該元素的化合價(jià)不低于氧化產(chǎn)物中該元素的化合價(jià)（不相交原則）。據(jù)此，可判斷出氧化產(chǎn)物為Cl₂，還原產(chǎn)物為ClO₂，而KCl中的Cl^-既不是氧化所得，也不是還原所得，而是直接來源于鹽酸。再根據(jù)化學(xué)方程式兩邊元素守恒判斷，缺項(xiàng)為H₂O。最后，再用化合價(jià)升降法配平該化學(xué)方程式，得：

（2）由配平的化學(xué)方程式，可知參加反應(yīng)的濃鹽酸有一半被氧化，另一半起了酸的作用，故選②。

（3）由配平的化學(xué)方程式，可知每生成1 mol Cl₂，將轉(zhuǎn)移2 mol 電子，故產(chǎn)生0.1 mol Cl₂轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量應(yīng)為0.2 mol。

（4）此問的關(guān)鍵是要弄明白ClO₂用作消毒劑時(shí)，其反應(yīng)后的產(chǎn)物中氯元素的化合價(jià)。用Cl₂消毒時(shí)也是利用其強(qiáng)氧化性，且其還原產(chǎn)物只能是Cl^- （因?yàn)镃l₂作氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)時(shí)，得電子，化合價(jià)降低，而比Cl₂中氯元素化合價(jià)低的只有-1價(jià)的Cl^-），故ClO₂消毒時(shí)，其還原產(chǎn)物也應(yīng)是穩(wěn)定的Cl^-。

ClO₂Cl^-   Cl₂2Cl^-

67.5 g   —   5 mol    71 g—2 mol

消毒效率是以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示的，故ClO₂和Cl₂的消毒效率可分別表示為：和，因∶=2.63，故ClO₂的消毒效率約為Cl₂的2.63倍。