在一定温度下, KClO 3 和浓盐酸反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯 (ClO 2 ) ,反应的化学方程式为: _______KClO 3 +_______HCl( 浓 )=_______KCl+_______ClO 2 ↑+_______Cl 2 ↑+_______H 2 O 。请完成下列空白。
(1) 配平以上化学方程式 _______ ( 化学计量数填入横线上 ) 。
(2) 在该反应中 HCl 表现的性质是 _______ 。
(3) 在反应中产生 0.1 mol Cl 2 时,转移电子的物质的量为 _______ mol 。
(4)ClO 2 具有很强的氧化性,可被用来作自来水的消毒剂。若 ClO 2 作消毒剂后转化为 Cl - ,则其消毒的效率 ( 以单位物质的量得到的电子数表示 ) 是 Cl 2 的 _______ 倍。
2KClO 3 +4HCl( 浓 )=2KCl+2ClO 2 ↑+1Cl 2 ↑+2H 2 O 酸性、还原性 0.2 2.5
【详解】
(1) 配平后的化学方程式为: 2KClO 3 +4HCl( 浓 )=2KCl+2ClO 2 ↑+Cl 2 ↑+2H 2 O ;
(2) 在该反应中,一部分 HCl 中的 Cl - 转化为 Cl 2 ,化合价升高,作还原剂,表现出还原性,另一部分表现出酸性;
(3) 根据化学方程式可知, HCl 中的 Cl - 失去电子生成 Cl 2 ,因此产生 0.1 mol Cl 2 ,转移电子的物质的量为 0.2mol ;
(4)1mol ClO 2 转化为 Cl - ,转移电子 5mol , 1mol Cl 2 转化为 Cl - ,转移电子 2mol ,则 ClO 2 作消毒剂后转化为 Cl - ,则其消毒的效率是 Cl 2 的 2.5 倍。
氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
电子的得失过程:
其过程用核外电子排布变化情况可表示为:
氧化还原反应中存在以下一般规律:
强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:
物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
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