Question

同位素示踪法是用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物代替相应的
非标记化合物进行化学反应，然后用核探测器随时追踪它在反应产物中的存在形式来确定反应的原理等。
氧化还原反应氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物之间的内在关系也可以利用同位素失踪法进行验证。
（1）H₂O₂与H₂SO₄酸化的KMnO₄反应，生成K₂SO₄、MnSO₄、H₂O和O₂，如果H₂O₂中氧原子是示踪原子（¹⁸O），
反应完成后含有示踪原子的物质是________________。
（2）K³⁵ClO₃晶体和含有H³⁷Cl的浓盐酸反应生成氯气,已知反应方程式为KClO₃＋6HCl_（浓_）= KCl＋3Cl₂↑＋
3H₂O，此反应生成氯气的摩尔质量为________________。
（3）某反应体系中共有6种物质，KClO₃、KCl、HCl、Cl₂、ClO₂、H₂O，请你设计同位素失踪法确定反应
的方程式并配平：                                                 

Answer 1

O₂；73.3g．mol^－1；2K³⁷ClO₃+4HCl= 2KCl+Cl₂+2³⁷ClO₂+2H₂O

（1）该反应中，H₂O₂是还原剂，被酸化的KMnO₄溶液氧化，化合价升高，生成O₂，所以¹⁸O存在于O₂中。（2）由分析可知，生成的3个Cl₂中6个Cl有5个来自于HCl中的³⁷Cl，有1个来自于KClO₃中的³⁵Cl，故氯气的分子量为（35+5×37）÷5×2=73.3g，则氯气的摩尔质量为73.3g．mol^－1
（3）可以用³⁷Cl跟踪反应，该反应中Cl元素化合价有+5、+4、0、—1四种，显然氯元素最高价和最低
价分别为氧化剂和还原剂，根据同种元素之间发生氧化还原反应化合价“只靠拢、不相交”的原则，如果
用含有同位素³⁷Cl的K³⁷ClO₃参加反应，则还原产物为³⁷ClO₂，配平方程式得：2K³⁷ClO₃+4HCl=
2KCl+Cl₂+2³⁷ClO₂+2H₂O。