Question

11．金屬及其化合物有廣泛的應用．
（l）在0.2L由NaCl、MgCl₂、CaCl₂組成的混合液中，部分離子濃度大小如下圖所示，回答下列問題：
①該混合液中含溶質MgCl₂的物質的量為0.1mol．
②將該混合液加水稀釋至體積為lL，稀釋后溶液中Ca²⁺的物質的量濃度為0.1 mol•L^-1．
（2）將8.0克氧化銅粉末，溶解于2L某濃度的鹽酸中，再加入過量的鐵粉，充分反應后過濾，同時收集到2.24L標準狀況下的氫氣．
①反應過程中涉及到的化學反應的離子方程式為CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺．
②所用鹽酸的物質的量濃度為0.2mol•L^-1．
（3）實驗室有時用KClO₃和濃HCl制取氯氣，其反應的化學方程式為KClO₃+6HCl（濃）═KCl+3Cl₃↑+3H₂O，該反應中的氧化劑是KClO₃，若有6mol Cl₂生成，反應過程轉移電子的物質的量是10mol，有10mol HCl被氧化．

Answer 1

分析 （1）①先根據MgCl₂的物質的量濃度=鎂離子濃度來計算濃度，再根據n=cV計算；
②根據稀釋前后溶質的物質的量不變，利用C=$\frac{n}{V}$來解答；
（2）發生CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺，n（Cu0）=$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，結合反應及c=$\frac{n}{V}$來計算；
（3）該反應中Cl元素化合價由+5價變為0價、-1價變為0價，得電子化合價降低的反應物是氧化劑、失電子化合價升高的反應物是還原劑；
根據原子守恒計算被氧化的濃鹽酸物質的量；根據氯氣和轉移電子關系計算轉移電子數．

解答 解：（1）①根據MgCl₂的物質的量濃度=鎂離子濃度=0.5 mol•L^-1，MgCl₂的物質的量=0.5 mol•L^-1×0.2L=0.1mol，故答案為：0.1mol；
②溶液中的電荷守恒：c（Na⁺）×1+c（Mg²⁺）×2+c（Ca²⁺）×2=c（Cl^-）×1，1.0 mol•L^-1 +0.5 mol•L^-1×2+c（Ca²⁺）×2=3 mol•L^-1×1，c（Ca²⁺）=0.5 mol•L^-1，c（CaCl₂）=0.5 mol•L^-1，稀釋后溶液中Ca²⁺的物質的量濃度為$\frac{0.5mol/L×0.2L}{1L}$=0.1 mol•L^-1，故答案為：0.1 mol•L^-1；
（2）n（Cu0）=）=$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
發生CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺，
則Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺，
0.2mol 0.1mol
CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺，
0.1mol 0.2mol
所所以n（HCl）=0.2mol+0.2mol=0.4mol，
c（HCl）=$\frac{0.4mol}{2L}$=0.2mol•L^-1，
故答案為：CuO+2H⁺=H₂O+Cu²⁺、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=H₂↑+Fe²⁺；0.2mol•L^-1；
（3）該反應中Cl元素化合價由+5價變為0價、-1價變為0價，得電子化合價降低的反應物是氧化劑，所以氧化劑是KClO₃；
因HCl中Cl元素的化合價升高，則HCl為該反應中的還原劑，該反應中只有Cl元素的化合價變化，氯氣既是氧化產物也是還原產物，由Cl原子守恒及電子守恒可知，5個Cl原子被氧化，1個Cl被還原，該反應中生成3molCl₂轉移5mole^-，當反應中6molCl₂生成時，反應過程轉移電子的物質的量是5×2=10mol，有10mol HCl被氧化；
故答案為：KClO₃；10mol；10．

點評 本題主要考查了溶液濃度、物質量的計算、鐵的化學性質及利用反應的計算以及氧化還原反應的分析計算，側重分析、計算能力的考查，題目難度不大．