Question

同位素示蹤法是用同位素作為一種標記，制成含有同位素的標記化合物代替相應的
非標記化合物進行化學反應，然后用核探測器隨時追蹤它在反應產物中的存在形式來確定反應的原理等。
氧化還原反應氧化劑與還原產物、還原劑與氧化產物之間的內在關系也可以利用同位素失蹤法進行驗證。
（1）H₂O₂與H₂SO₄酸化的KMnO₄反應，生成K₂SO₄、MnSO₄、H₂O和O₂，如果H₂O₂中氧原子是示蹤原子（¹⁸O），
反應完成后含有示蹤原子的物質是________。
（2）K³⁵ClO₃晶體和含有H³⁷Cl的濃鹽酸反應生成氯氣,已知反應方程式為KClO₃+6HCl_（濃_）= KCl+3Cl₂↑+
3H₂O，此反應生成氯氣的摩爾質量為________。
（3）某反應體系中共有6種物質，KClO₃、KCl、HCl、Cl₂、ClO₂、H₂O，請你設計同位素失蹤法確定反應
的方程式并配平：________

Answer 1

O₂    73.3g.mol^－1    2K³⁷ClO₃+4HCl= 2KCl+Cl₂+2³⁷ClO₂+2H₂O
（1）該反應中，H₂O₂是還原劑，被酸化的KMnO₄溶液氧化，化合價升高，生成O₂，所以¹⁸O存在于O₂中。（2）由分析可知，生成的3個Cl₂中6個Cl有5個來自于HCl中的³⁷Cl，有1個來自于KClO₃中的³⁵Cl，故氯氣的分子量為（35+5×37）÷5×2=73.3g，則氯氣的摩爾質量為73.3g．mol^－1
（3）可以用³⁷Cl跟蹤反應，該反應中Cl元素化合價有+5、+4、0、—1四種，顯然氯元素最高價和最低
價分別為氧化劑和還原劑，根據同種元素之間發生氧化還原反應化合價“只靠攏、不相交”的原則，如果
用含有同位素³⁷Cl的K³⁷ClO₃參加反應，則還原產物為³⁷ClO₂，配平方程式得：2K³⁷ClO₃+4HCl=
2KCl+Cl₂+2³⁷ClO₂+2H₂O。