Question

KClO₃和濃HCl在一定溫度下反應會生成黃綠色的易爆物二氧化氯。其反應可表述為：
  KClO₃+   HCl(濃)＝  KCl+  ClO₂+ Cl₂+   H₂O
（1）配平以上化學方程式(化學計量數填入劃線上)并用雙線橋標出電子轉移的方向和數目。
（2）反應中的氧化劑是      ， ClO₂是反應的    (填氧化或還原)產物。
（3）反應產生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，因此可被用來做消毒劑，若ClO₂作消毒劑后其自身轉化為Cl^-，則其消毒的效率(以單位物質的量得到電子數表示)是Cl₂的      倍。

Answer 1

（1） （2分）
（2）KClO₃ （1分） 還原 （1分） （3）0.2mol （1分）  （4）2.5倍 (1分)

試題分析：（1）KClO₃中氯元素化合價由+5價降低為ClO₂中+4價，得到1個電子，氯酸鉀是氧化劑；HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價，失去1個電子，氯化氫是還原劑。根據電子得失守恒可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比是1:1。因此KClO₃系數為2，ClO₂系數為2，KCl系數為2。Cl₂系數為1，則HCl系數為4，結合原子守恒可知水的系數是2。因此該反應電子轉移的方向和數目可表示為。
（2）反應2KClO₃+4HCl（濃）＝2KCl+Cl₂↑+2ClO₂↑+2H₂O中，由KClO₃中氯元素化合價由＋1價降低為ClO₂中＋4價可知，KClO₃中氯元素被還原，所以KClO₃是氧化劑，ClO₂是還原產物。
（3）反應中只有Cl₂是氧化產物，HCl中氯元素化合價由-1價升高為Cl₂中0價，所以產生0.1molCl₂轉移的電子的物質的量為0.1mol×2＝0.2mol。
（4）1molCl₂可以獲得2mol電子，ClO₂作消毒劑后其自身轉化為Cl^-，這說明1molClO₂可以獲得5mol電子，所以ClO₂消毒的效率是Cl₂的＝2.5倍。