Question

【題目】氯氣是一種重要的化學物質，在生產和生活中有廣泛的用途。

（1）實驗室除了可用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣外，還可以用其他很多方法制取氯氣，其中用氯酸鉀和濃鹽酸反應制備氯氣的化學方程式可表示為：KClO3+6HCl（濃）=KCl+3Cl2↑+3H2O，其中該反應的氧化劑為_____________（填化學式，下同），還原劑為_________________，若反應產生0.3mol Cl2，則消耗的還原劑的物質的量為________mol，反應轉移的電子數是_______________。

（2）已知：在加熱條件下，3NaClO2NaCl+NaClO3．則在加熱條件下，向NaOH溶液中通少量氯氣時的反應方程式可表示為___________________（用一個總反應方程式表示，假設每步反應均充分進行）；某溫度下，將氯氣通入NaOH溶液中，得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，經測定，NaClO、NaClO3的物質的量之比為4：1，則反應中被氧化的氯元素與被還原的氯元素的物質的量之比為_________________。

Answer 1

【答案】KClO3 HCl 0.5 3.01×1023個（0.5 NA個） 3Cl2+6NaOHNaClO3 +5NaCl+3H2O 5：9

【解析】

（1）根據反應KClO3+6HCl（濃）=KCl+3Cl2↑+3H2O可以看出，該氧化還原反應中，若有3 mol氯氣生成，則有1 mol KClO3中Cl元素化合價降低為0價，作氧化劑；6 mol HCl中有5 mol氯元素化合價升高為0價，1 mol HCl起酸性作用生成KCl，即作還原劑的濃鹽酸為5 mol，再結合氯氣和轉移電子之間的關系式、原子守恒計算還原劑的物質的量與實際轉移電子數；

（2）加熱下，氯氣和濃氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、氯酸鈉和水；Cl2生成ClO-與ClO3-是被氧化的過程，Cl2生成NaCl是被還原的過程，氧化還原反應中氧化劑和還原劑之間得失電子數目相等，根據ClO-與ClO3-的物質的量濃度之比可計算失去電子的總物質的量，進而可計算得到電子的總物質的量，可計算被還原的氯元素的物質的量，則可計算被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質的量之比。

根據反應KClO3+6HCl（濃）=KCl+3Cl2↑+3H2O可以看出，該氧化還原反應中，若有3 mol Cl2生成，則有1 mol KClO3中Cl元素化合價降低為0價，6 mol HCl中有5 mol氯元素化合價升高為0價，1 mol HCl起酸性作用生成KCl，即作還原劑的濃鹽酸為5 mol。化合價降低值=化合價升高值=轉移電子數=5 mol。則產生0.3 mol Cl2，則消耗的還原劑的物質的量是0.5 mol，轉移電子的物質的量也為0.5 mol，所以轉移電子數為0.5 mol6.021023mol-1 = 3.01×1023個（0.5 NA），

故答案為：KClO3+6HCl（濃）=KCl+3Cl2↑+3H2O；0.5 mol；3.01×1023個（0.5 NA個）；

（2）常溫下，Cl2可與NaOH溶液反應生成NaCl、NaClO和水，其化學方程式為：Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O，根據題意可知，在加熱條件下，3NaClO2NaCl+NaClO3，結合上述兩式可得，則在加熱條件下，向NaOH溶液中通少量氯氣時的反應方程式可表示為3Cl2+6NaOHNaClO3 +5NaCl+3H2O；

Cl2生成ClO與ClO3是被氧化的過程，化合價分別由0價升高為+1價和+5價，ClO與ClO3的物質的量濃度之比為4：1，則可設ClO為4 mol，ClO3為1 mol，被氧化的Cl共為5 mol，失去電子的總物質的量為4mol×(10)+1mol×(50) = 9mol，氧化還原反應中氧化劑和還原劑之間得失電子數目相等，Cl2生成NaCl是被還原的過程，化合價由0價降低為1價，則得到電子的物質的量也應為9 mol，則被還原的Cl的物質的量為9 mol，所以被氧化的氯元素的物質的量和被還原的氯元素之比為5 mol：9 mol =5：9，

故答案為：3Cl2+6NaOHNaClO3 +5NaCl+3H2O；5：9。