Question

10．請(qǐng)按指定要求完成下列問題．
（1）在3BrF₃+5H₂O═HBrO₃+Br₂+9HF+O₂↑的反應(yīng)中，3mol的BrF₃參加反應(yīng)時(shí)，被水所還原的BrF₃的物質(zhì)的量是$\frac{4}{3}$mol．
（2）已知砒霜As₂O₃與Zn可以發(fā)生如下反應(yīng)：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O
①請(qǐng)用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
②若生成0.2mol AsH₃，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.2N_A．
（3）二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑，制備ClO₂有下列兩種方法：
方法一：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O
方法二：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
①方法一中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：1；
②若兩種方法制備得到相同條件下相同體積的ClO₂氣體，則兩方法中消耗的還原劑質(zhì)量之比為73：34
③Cl₂與ClO₂均用作水處理劑，若它們中的氯元素均被還原為Cl^-，則相同質(zhì)量的ClO₂是Cl₂消毒效率的2.63倍．

Answer 1

分析 （1）3BrF₃+5H₂O═HBrO₃+Br₂+9HF+O₂中，Br元素的化合價(jià)分別由+3價(jià)升高為+5價(jià)、由+3價(jià)降低為0，O元素的化合價(jià)由-2價(jià)升高為0；
（2）As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O中Zn元素的化合價(jià)升高，As元素的化合價(jià)降低，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為12e^-；
（3）①2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，NaClO₃為氧化劑，HCl為還原劑，只有一半HCl作還原劑；
②得到相同條件下相同體積的ClO₂氣體，設(shè)均生成2mol，方法一中作還原劑的HCl為2mol，方法二中作還原劑的H₂O₂為1mol；
③設(shè)質(zhì)量均為m，結(jié)合n=$\frac{m}{M}$及化合價(jià)變化計(jì)算．

解答 解：（1）3mol的BrF₃參加反應(yīng)時(shí)，有5mol水參加反應(yīng)時(shí)，O元素化合價(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，2mol水被氧化，失去4mol電子，Br元素化合價(jià)由+3價(jià)降低到0價(jià)，則由H₂O還原的BrF₃為$\frac{4mol}{（3-0）}$=$\frac{4}{3}$mol，故答案為：$\frac{4}{3}$mol；
（2）①As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O中Zn元素的化合價(jià)升高，As元素的化合價(jià)降低，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為12e^-，用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為，故答案為：；
②若生成0.2mol AsH₃，由As元素的化合價(jià)由+3價(jià)降低為-3價(jià)可知轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2mol×6×N_A=1.2N_A，故答案為：1.2N_A；
（3）①2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O中，NaClO₃為氧化劑，HCl為還原劑，只有一半HCl作還原劑，由反應(yīng)可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2mol：2mol=1：1，故答案為：1：1；
②得到相同條件下相同體積的ClO₂氣體，設(shè)均生成2mol，方法一中作還原劑的HCl為2mol，方法二中作還原劑的H₂O₂為1mol，可知兩方法中消耗的還原劑質(zhì)量之比為2mol×36.5g/mol：1mol×34g/mol=73：34，故答案為：73：34；
③Cl₂與ClO₂均用作水處理劑，若它們中的氯元素均被還原為Cl^-，則相同質(zhì)量的ClO₂是Cl₂消毒效率的$\frac{\frac{m}{67.5}×5}{\frac{m}{71}×2×1}$=2.63倍，故答案為：2.63．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)及電子轉(zhuǎn)移計(jì)算、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．