Question

【題目】將濃鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產(chǎn)生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去。現(xiàn)有一氧化還原反應(yīng)的體系，共有KCl、Cl2、濃H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七種物質(zhì)。完成下列填空：

(1)寫出一個包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式，配平并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：___________________________。

(2)上述反應(yīng)中，氧化劑是_____________，每轉(zhuǎn)移1 mol電子，生成Cl2_____ L（標(biāo)準狀況）。

(3)在反應(yīng)后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又變?yōu)樽霞t色，BiO3-反應(yīng)后變?yōu)闊o色的Bi3+。寫出該實驗中涉及反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：_________________。

(4)根據(jù)以上實驗，寫出兩個反應(yīng)中氧化劑、氧化產(chǎn)物的氧化性強弱順序__________。

(5)上述氧化還原反應(yīng)體系中，屬于第三周期元素的簡單離子半徑由大到小的順序為________

(6)氯原子的最外層電子的軌道式為___________，氯原子核外有_______不同運動狀態(tài)的電子。

Answer 1

【答案】 KMnO4 11.2 2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O NaBiO3>KMnO4>Cl2 S2->Cl- 17

【解析】

(1)由濃鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產(chǎn)生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去，則高錳酸鉀具有氧化性，則還原反應(yīng)為KMnO4→MnSO4，則在給出的物質(zhì)中Cl元素的化合價升高，則氧化反應(yīng)為KCl→Cl2，然后根據(jù)元素守恒來書寫氧化還原反應(yīng)；

(2)在氧化還原反應(yīng)中，得電子化合價降低的反應(yīng)物是氧化劑，根據(jù)氧化劑和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系計算；

(3)在反應(yīng)后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又變?yōu)樽霞t色，說明Mn2+被氧化變?yōu)?/span>MnO4-，BiO3-發(fā)生反應(yīng)得到電子后變?yōu)闊o色的Bi3+，據(jù)此寫出離子方程式；

(4)在自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性；

(5)上述氧化還原反應(yīng)體系中，屬于第三周期元素有S、Cl，根據(jù)離子半徑大小比較方法判斷；

(6)根據(jù)構(gòu)造原理可知氯原子的核外電子排布式，任何一個原子核外沒有運動狀態(tài)完全相同的電子存在；結(jié)合原子盡可能成單排列，而且自旋方向相同書寫Cl原子最外層電子的軌道式。

(1)由題意可知，高錳酸鉀具有氧化性，則還原反應(yīng)為KMnO4→MnSO4，則在給出的物質(zhì)中Cl元素的化合價升高，則氧化反應(yīng)為KCl→Cl2，則反應(yīng)為KMnO4+KCl+H2SO4→MnSO4+K2SO4+Cl2↑+H2O，由電子守恒及原子守恒可得配平后的化學(xué)反應(yīng)為；

(2)2KMnO4+10KCl+8H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+5Cl2↑+8H2O中，錳元素的化合價由+7變?yōu)?/span>+2，所以高錳酸鉀是氧化劑，2 mol氧化劑在反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)的量=2 mol×(7-2)=10 mol，每轉(zhuǎn)移1 mol電子，生成Cl2是0.5 mol，其在標(biāo)準狀況下的體積為V(Cl2)=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L；

(3)如果在反應(yīng)后的溶液中加入NaBiO3，溶液又變紫紅色，是因NaBiO3具有強氧化性(比KMnO4氧化性強)，將Mn2+氧化為MnO4-，BiO3-得到電子被還原變?yōu)闊o色的Bi3+，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的離子方程式為：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O；

(4)在反應(yīng)2KMnO4+10KCl+8H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+5Cl2↑+8H2O中，物質(zhì)的氧化性：KMnO4>Cl2；在反應(yīng)2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O中，物質(zhì)的氧化性：NaBiO3>KMnO4，所以氧化性強弱順序是：NaBiO3>KMnO4>Cl2；

(5)上述氧化還原反應(yīng)體系中，屬于第三周期元素有硫和氯，S2-、Cl-核外電子排布都是2、8、8，電子層結(jié)構(gòu)相同，由于核電荷數(shù)Cl>S，核電荷數(shù)越大，離子的半徑就越小，所以其簡單離子半徑：S2->Cl-；

(6)Cl是17號元素，核外電子排布式是1s22s22p63s23p5，可見Cl原子最外層有7個電子，氯原子的最外層電子的軌道式為，氯原子核外有17不同運動狀態(tài)的電子。