Question

【題目】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： 2KClO3 ＋4HCl(濃)=2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。

（1）請分析該反應中電子轉移的情況：(單線橋法表示)________________________。

（2）氧化劑與還原劑的物質的量之比是 ___________________

（3）若產生標況下22.4 L Cl2，則轉移的電子的物質的量為________mol。

（4）實驗室備用的濃鹽酸質量分數為36.5%，密度為1.19 g·cm-3，為使用方便,請計算出該濃鹽酸中HCl的物質的量濃度 mol·L-1。

（5）ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2-和CN- 等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN- a mg/L，現用ClO2將CN - 氧化，只生成兩種氣體，其離子反應方程式為為 ，處理100 m3這種污水，至少需要ClO2 _______mol。

Answer 1

【答案】（1）；

（2）1:1；（3）2；（4）11.9；

（5）2ClO2 + 2CN- = N2 + 2CO2 + 2Cl-，50a/13 (或3.85a）。

【解析】

試題分析：（1）根據氧化還原反應中的價態歸中規律判斷元素化合價只靠攏不交叉，所以氯酸鉀中的氯元素化合價由+5降到二氧化氯中的+4價，鹽酸中的氯元素由-1價升到0價，該反應中電子轉移的情況為。

（2）2mol氯酸鉀中的氯元素化合價全部由+5降到二氧化氯中的+4價，作氧化劑，4molHCl中的氯元素的化合價只有2mol由-1價升到0價，作還原劑，氧化劑與還原劑的物質的量之比是1：1。

（3）標況下22.4 L Cl2的物質的量為1mol，根據（1）知轉移的電子的物質的量為2mol。

（4）根據公式c=計算質量分數為36.5%，密度為1.19 g·cm-3的濃鹽酸中HCl的物質的量濃度為（1000×1.19×36.5%）÷36.5=11.9mol·L-1。

（5）根據題意知ClO2將CN - 氧化生成二氧化碳和氮氣，本身被還原為Cl－，利用化合價升降法配平，該反應的離子方程式為2ClO2 + 2CN- = N2 + 2CO2 + 2Cl- ，廢水中CN- 的濃度為a mg/L，即為ag/m3，100 m3污水含CN－的質量為100ag，物質的量為100ag÷26g/mol=50a/13mol，根據反應方程式知至少需要ClO2 50a/13mol 。