Question

【題目】I．配平__KMnO4 +__HCl=__KCl +__MnCl2 +__Cl2 ↑+__H2O反應(yīng)方程式，若有1mol氧化劑參加反應(yīng)，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量___，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目___。

II．推理在問(wèn)題解決過(guò)程中常涉及到。同學(xué)們要學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、物質(zhì)已知的性質(zhì)、題給信息等各種渠道收集證據(jù)，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的假設(shè)；基于這些證據(jù)進(jìn)行分析推理，最后形成科學(xué)結(jié)論。

有無(wú)色溶液，可能含有K+、SO42-、CO32-、NH4+、Cl-、Ba2+、Cu2+中的一種或幾種，按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①取100ml溶液往其中加入足量稀硫酸，有0.224L(標(biāo)況下)氣體產(chǎn)生；

②另取100ml溶液滴加足量Ba(NO3)2溶液，有4.2g白色沉淀生成；

③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體0.672L(標(biāo)況下)；根據(jù)以上事實(shí)判斷：

（1）肯定存在的是___。

（2）肯定不存在的是___。

（3）不能確定是否存在的是___。

Answer 1

【答案】2 16 2 2 5 8 5mol 5NA CO32-、SO42-、NH4+、K+ Cu2+、Ba2+ Cl-

【解析】

I．反應(yīng)KMnO4中Mn元素的化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)，HCl中Cl的化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià)，結(jié)合電子守恒和原子守恒配平；

II．①無(wú)色溶液，說(shuō)明不含Cu2+，加入稀硫酸產(chǎn)生氣體，說(shuō)明含有碳酸根，則溶液中不能有鋇離子；

②另取100ml溶液滴加足量Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀為硫酸鋇，證明溶液中含硫酸根；

③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體為氨氣，證明溶液中含銨根，再通過(guò)定量計(jì)算，根據(jù)溶液呈電中性判斷溶液中其他離子。

I．反應(yīng)KMnO4中Mn元素的化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)，HCl中Cl的化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià)，根據(jù)得失電子守恒KMnO4的系數(shù)為2，Cl2的系數(shù)為5，根據(jù)物料守恒配平其它物質(zhì)前面的系數(shù)為：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，由反應(yīng)可知：KMnO4為氧化劑，且2molKMnO4完全參加反應(yīng)，將生成5molCl2，即有10molHCl被氧化，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol，則若有1mol氧化劑參加反應(yīng)，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量為10mol×=5mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目10mol××NAmol-1=5NA；

II．①無(wú)色溶液，說(shuō)明不含Cu2+，加入稀硫酸產(chǎn)生氣體，說(shuō)明含有碳酸根，則溶液中不能有鋇離子；

②另取100ml溶液滴加足量Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀為硫酸鋇，證明溶液中含硫酸根；

③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體為氨氣，證明溶液中含銨根；

加稀硫酸產(chǎn)生二氧化碳0.224L(標(biāo)況下)，則n(CO32-)=n(CO2)==0.01mol；

滴加足量Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生4.2g硫酸鋇，則n(SO42-)=n(BaSO4)==0.018mol；

向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生氨氣0.672L(標(biāo)況下)，則n(NH4+)=n(NH3)==0.03mol；

根據(jù)電荷守恒，已確定的陰離子所帶負(fù)電荷：0.01mol×2+0.018mol×2=0.056mol，已確定的陽(yáng)離子所帶正電荷：0.03mol，溶液呈電中性，所以溶液中一定含有另一種陽(yáng)離子鉀離子，陰離子氯離子不能確定；

(1)由上述分析可知溶液中肯定存在的離子是：CO32-、SO42-、NH4+、K+；

(2)由上述分析可知溶液中不存在的離子是：Cu2+，Ba2+；

(3)由上述分析可知不能確定是否存在氯離子。