Question

已知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)有一個氧化還原反應(yīng)的體系中共有KCl、Cl₂、H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄七種物質(zhì)．
（1）該反應(yīng)中，化合價升高的反應(yīng)物是

KCl

．
（2）寫出一個包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式：

2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O

．
（3）上述反應(yīng)中，1mol氧化劑在反應(yīng)中得到

5

mol電子．
（4）如圖：將濃鹽酸滴入高錳酸鉀固體中，制取適量黃綠色氣體的簡易裝置，請回答下列有關(guān)問題：裝置C、D的作用分別是：C

安全作用防止D中液體倒吸入集氣管B裝置中

；D

尾氣吸收，防止有毒氣體氯氣擴散到空氣中污染空氣

．
（5）某濃鹽酸的密度l.198g?cm^-3，該鹽酸的物質(zhì)的量濃度C₁=13.13mol?L^-1，溶質(zhì)HCl的質(zhì)量分數(shù)為W₁=40%．則質(zhì)量分數(shù)W₂=20%的鹽酸其物質(zhì)的量濃度C₂

小于

（填大于、等于或小于）6.565mol?L^-1．

Answer 1

分析：（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)中由Cl元素的化合價變化，則氧化反應(yīng)為KCl→Cl₂，所以該反應(yīng)中反應(yīng)物化合價升高的是KCl；
（2）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)中由Cl元素的化合價變化，則氧化反應(yīng)為KCl→Cl₂，然后來書寫氧化還原反應(yīng)；
（3）依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒計算分析判斷；
（4）根據(jù)氣體的性質(zhì)和裝置中導氣管的位置和氣體流向分析判斷，氯氣有毒不能排放到大氣中，收集氣體需防倒吸；
（5）依據(jù)質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度的換算關(guān)系計算比較，結(jié)合溶液密度是大于1的溶液，濃度越大密度越大；

解答：解：（1）在給出的物質(zhì)中由Cl元素的化合價變化，則氧化反應(yīng)為KCl→Cl₂，所以該反應(yīng)中反應(yīng)物化合價升高的是
KCl，故答案為：KCl；
（2）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)中由Cl元素的化合價變化，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反應(yīng)為2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）反應(yīng)中氧化劑為KMnO₄，還原劑為KCl，根據(jù)化合價的變化KMnO₄～MnSO₄～5e^-；1mol氧化劑KMnO₄在反應(yīng)中得到電子5mol，故答案為：5；
（4）將濃鹽酸滴入高錳酸鉀固體中，制取適量黃綠色氣體的簡易裝置中，B是收集氯氣的裝置，氯氣比空氣重，導氣管長進短出向上排氣法收集氣體，C裝置導氣管短進長出，是為了防止D中的溶液因壓強變化發(fā)生倒吸的裝置，順利收集氯氣起到安全作用；由于氯氣是有毒氣體不能排放到大氣中，需要尾氣吸收裝置；
故答案為：安全作用防止D中液體倒吸入集氣管B裝置中；尾氣吸收，防止有毒氣體氯氣擴散到空氣中污染空氣；
（5）濃鹽酸的密度l.198g?cm^-3，該鹽酸的物質(zhì)的量濃度C₁=13.13mol?L^-1，溶質(zhì)HCl的質(zhì)量分數(shù)為W₁=40%，C₁=

1000ml/L×l.198g?cm-3×W1

36.5g/mol

=13.13mol/L
C₂=

1000ml/L×ρg/cm-3×W2

36.5/mol

；

C1

C2

=

2×1.98

ρ

C₂=

C1×ρ

2×1.98

因鹽酸密度大于1，所以濃度越大，密度越大，因此ρ＜1.98；C₂＜

C1

2

=6.565mol/L
故答案為：小于；

點評：本題考查利用物質(zhì)中元素的化合價變化來分析物質(zhì)的性質(zhì)并書寫反應(yīng)方程式，明確氧化還原反應(yīng)的電子守恒、原子守恒，溶液的質(zhì)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度的換算方法是解答本題的關(guān)鍵．