Question

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

（1）請完成該化學方程式并配平（將未知物化學式和計量數填入框內）。

（2）濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是__________________________________________。

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)產生0.1 mol Cl₂，則轉移的電子的物質的量為__________mol。

(4)ClO₂具有很強的氧化性，因此常被用作消毒劑，其消毒效率（以單位質量得到的電子數表示）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，學生經常出現的問題是：用化合價升降法配平化學方程式時，不明白ClO₂和Cl₂哪一個是氧化產物，哪一個是還原產物，因而無從下手。該反應是不同價態的同一元素之間的氧化還原反應，所得產物中該元素的化合價應介于反應物的高價和低價之間，且還原產物中該元素的化合價不低于氧化產物中該元素的化合價（不相交原則）。據此，可判斷出氧化產物為Cl₂，還原產物為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。再根據化學方程式兩邊元素守恒判斷，缺項為H₂O。最后，再用化合價升降法配平該化學方程式，得：

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

（3）由配平的化學方程式，可知每生成1 mol Cl₂，將轉移2 mol 電子，故產生0.1 mol Cl₂轉移電子的物質的量應為0.2 mol。

（4）此問的關鍵是要弄明白ClO₂用作消毒劑時，其反應后的產物中氯元素的化合價。用Cl₂消毒時也是利用其強氧化性，且其還原產物只能是Cl^- （因為Cl₂作氧化劑發生還原反應時，得電子，化合價降低，而比Cl₂中氯元素化合價低的只有-1價的Cl^-），故ClO₂消毒時，其還原產物也應是穩定的Cl^-。

ClO₂Cl^-   Cl₂2Cl^-

67.5 g   —   5 mol    71 g—2 mol

消毒效率是以單位質量得到的電子數表示的，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。