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11.实验室可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式如下:
2KMnO4+16HCl(浓)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(1)标出电子转移的方向和数目.
(2)该反应中的氧化剂与还原剂物质的量之比是1:5.
(3)KMnO4的氧化性比Cl2的氧化性强(选填“强”或“弱”).
(4)如反应中转移了2mol电子,则产生的Cl2在标准状况下体积为22.4L.
(5)某同学欲用KMnO4固体配制100mL0.5mol/L的溶液.回答下列问题:
①配制KMnO4溶液时需用的主要仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶、胶头滴管.
②应用托盘天平称取KMnO4固体7.9g.
③不规范的实验操作会导致实验结果的误差.分析下列操作对实验结果的影响偏小的是(请填序号)CD.
A.加水定容时俯视刻度线                     B.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
C.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补上 D.在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外
(6)将a mol Cl2 通入含b mol FeBr2的溶液中,当0<$\frac{a}{b}$≤$\frac{1}{2}$时,反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-,写出另2个可能发生的离子方程式:
①当 $\frac{a}{b}$=1时2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
②当$\frac{a}{b}$≥$\frac{3}{2}$时2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

分析 (1)该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价,转移电子数为10;
(2)该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价,转移电子数为10,高锰酸钾是氧化剂、$\frac{5}{8}$的HCl作还原剂;
(3)同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;
(4)根据氯气和转移电子之间的关系式计算生成氯气体积;
(5)①根据各仪器的作用选取仪器;
②m(KMnO4)=CVM;
③根据c=$\frac{n}{V}$知,如果n偏小或V偏大都导致配制溶液浓度偏小;
(6)离子还原性Fe2+>Br-,首先发生:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕再发生:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,根据比例关系确定参加反应各离子物质的量关系,进而书写总的离子方程式.

解答 解:(1)该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价,转移电子数为10,则电子转移方向和数目为,故答案为:
(2)该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、Cl元素化合价由-1价变为0价,转移电子数为10,高锰酸钾是氧化剂、$\frac{5}{8}$的HCl作还原剂,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比=2:10=1:5,故答案为:1:5;
(3)同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,该反应中高锰酸钾是氧化剂、氯气是氧化产物,所以KMnO4的氧化性比Cl2的氧化性强,故答案为:强;
(4)每生成1mol氯气就转移2mol电子,则如反应中转移了2mol电子,生成1mol氯气,其标况下体积=1mol×22.4L/mol=22.4L,
故答案为:22.4L;
(5)①还需要配制溶液的100mL容量瓶、用于定容的胶头滴管,故答案为:100mL容量瓶;胶头滴管;
②m(KMnO4)=CVM=0.5mol/L×0.1L×158g/mol=7.9g,故答案为:7.9;
③根据c=$\frac{n}{V}$知,如果n偏小或V偏大都导致配制溶液浓度偏小,
A.加水定容时俯视刻度线,导致溶液体积偏小,配制溶液浓度偏大,故错误;                     
B.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理,溶液体积和溶质物质的量都不变,则配制溶液浓度不变,故错误;
C.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补上,导致溶液体积偏大,配制溶液浓度偏小,故正确;
 D.在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外,溶质的物质的量偏小,配制溶液浓度偏小,故正确;
故选CD;
(6)离子还原性Fe2+>Br-,首先发生:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕再发生:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,①$\frac{a}{b}$=1,Fe2+全部被氧化,Br-是Fe2+的2倍,只有一半的Br-被氧化性,反应离子方程式为:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
②当$\frac{a}{b}$≥$\frac{3}{2}$时,Fe2+、Br-全部被氧化,反应离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
故答案为:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-;2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

点评 本题考查氧化还原反应计算、溶液配制、误差分析、氧化性强弱判断等知识点,为高频考点,侧重考查学生分析判断及计算能力,难点是(6)题离子方程式的书写,注意离子反应先后顺序,题目难度中等.

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(1)按物质的分类方法,将上述物质的序号填入表格里的编辑框处:
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