Question

6．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(gè)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KMnO₄，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成Cl₂11.2 L（標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)中涉及反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Na⁺+5Bi³⁺+7H₂O．
（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，寫出兩個(gè)反應(yīng)中氧化劑、氧化產(chǎn)物的氧化性強(qiáng)弱順序NaBiO₃＞KMnO₄＞Cl₂．
（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?yàn)镾^2-＞Cl^-
（6）氯原子的最外層電子的軌道式為，氯原子核外有17不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子．

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(jià)變化，則氧化反應(yīng)為KCl→Cl₂，然后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(jià)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(jì)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，BiO₃^-反應(yīng)后變?yōu)闊o色的Bi³⁺，說明錳離子被氧化，據(jù)此寫出離子方程式；
（4）在自發(fā)進(jìn)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，屬于第三周期元素硫和氯的簡單離子半徑，硫離子的核電荷數(shù)小于氯；
（6）氯原子的最外層電子的軌道式為，氯原子核外有17不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子．

解答 解：（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)中由Cl元素的化合價(jià)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(xué)反應(yīng)為2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：；
（2）2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O中，錳元素的化合價(jià)由+7變?yōu)?2，所以高錳酸鉀是氧化劑，2mol氧化劑在反應(yīng)中在反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)的量=2mol×（7-2）=10mol，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成Cl₂ 是0.5mol，體積為11.2L，故答案為：KMnO₄；11.2L；
（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(qiáng)氧化性（比KMnO₄氧化性強(qiáng)），將Mn²⁺氧化為高錳酸根離子，該反應(yīng)的離子方程式為：2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Na⁺+5Bi³⁺+7H₂O，故答案為：2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Na⁺+5Bi³⁺+7H₂O；
（4）2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O中，高錳酸鉀的氧化性大于氯氣，2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺=2MnO₄^-+5Na⁺+5Bi³⁺+7H₂O中NaBiO₃的氧化性大于高錳酸鉀，所以氧化性強(qiáng)弱順序是：NaBiO₃＞KMnO₄＞Cl₂，故答案為：NaBiO₃＞KMnO₄＞Cl₂；
（5）上述氧化還原反應(yīng)體系中，屬于第三周期元素硫和氯的簡單離子半徑，硫離子的核電荷數(shù)小于氯，所以S^2-＞Cl^-，故答案為：S^2-＞Cl^-；
（6）氯原子的最外層電子的軌道式為，氯原子核外有17不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，
故答案為：；17．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生利用物質(zhì)中元素的化合價(jià)變化來分析物質(zhì)的性質(zhì)并書寫反應(yīng)方程式，明確元素化合價(jià)是解本題關(guān)鍵，難度不大．