Question

已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去．现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl₂、H₂SO₄、H₂O、KMnO₄、MnSO₄、K₂SO₄七种物质．
（1）该反应中，化合价升高的反应物是

KCl

．
（2）写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式：

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

．
（3）上述反应中，1mol氧化剂在反应中得到

5

mol电子．
（4）如图：将浓盐酸滴入高锰酸钾固体中，制取适量黄绿色气体的简易装置，请回答下列有关问题：装置C、D的作用分别是：C

安全作用防止D中液体倒吸入集气管B装置中

；D

尾气吸收，防止有毒气体氯气扩散到空气中污染空气

．
（5）某浓盐酸的密度l.198g?cm^-3，该盐酸的物质的量浓度C₁=13.13mol?L^-1，溶质HCl的质量分数为W₁=40%．则质量分数W₂=20%的盐酸其物质的量浓度C₂

小于

（填大于、等于或小于）6.565mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）由浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去，则高锰酸钾具有氧化性，则还原反应为KMnO₄→MnSO₄，则在给出的物质中由Cl元素的化合价变化，则氧化反应为KCl→Cl₂，所以该反应中反应物化合价升高的是KCl；
（2）由浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去，则高锰酸钾具有氧化性，则还原反应为KMnO₄→MnSO₄，则在给出的物质中由Cl元素的化合价变化，则氧化反应为KCl→Cl₂，然后来书写氧化还原反应；
（3）依据氧化还原反应的电子守恒计算分析判断；
（4）根据气体的性质和装置中导气管的位置和气体流向分析判断，氯气有毒不能排放到大气中，收集气体需防倒吸；
（5）依据质量分数和物质的量浓度的换算关系计算比较，结合溶液密度是大于1的溶液，浓度越大密度越大；

解答：解：（1）在给出的物质中由Cl元素的化合价变化，则氧化反应为KCl→Cl₂，所以该反应中反应物化合价升高的是
KCl，故答案为：KCl；
（2）由题意可知，高锰酸钾具有氧化性，则还原反应为KMnO₄→MnSO₄，则在给出的物质中由Cl元素的化合价变化，则氧化反应为KCl→Cl₂，
则反应为KMnO₄+KCl+H₂SO₄→MnSO₄+K₂SO₄+Cl₂↑+H₂O，由电子守恒及原子守恒可得配平后的化学反应为2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2KMnO₄+10KCl+8H₂SO₄═2MnSO₄+6K₂SO₄+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）反应中氧化剂为KMnO₄，还原剂为KCl，根据化合价的变化KMnO₄～MnSO₄～5e^-；1mol氧化剂KMnO₄在反应中得到电子5mol，故答案为：5；
（4）将浓盐酸滴入高锰酸钾固体中，制取适量黄绿色气体的简易装置中，B是收集氯气的装置，氯气比空气重，导气管长进短出向上排气法收集气体，C装置导气管短进长出，是为了防止D中的溶液因压强变化发生倒吸的装置，顺利收集氯气起到安全作用；由于氯气是有毒气体不能排放到大气中，需要尾气吸收装置；
故答案为：安全作用防止D中液体倒吸入集气管B装置中；尾气吸收，防止有毒气体氯气扩散到空气中污染空气；
（5）浓盐酸的密度l.198g?cm^-3，该盐酸的物质的量浓度C₁=13.13mol?L^-1，溶质HCl的质量分数为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

因盐酸密度大于1，所以浓度越大，密度越大，因此ρ＜1.98；C₂＜

C1

2

=6.565mol/L
故答案为：小于；

点评：本题考查利用物质中元素的化合价变化来分析物质的性质并书写反应方程式，明确氧化还原反应的电子守恒、原子守恒，溶液的质量分数和物质的量浓度的换算方法是解答本题的关键．