Question

【題目】I．配平__KMnO4 +__HCl=__KCl +__MnCl2 +__Cl2 ↑+__H2O反應方程式，若有1mol氧化劑參加反應，則被氧化的HCl的物質的量___，轉移的電子數目___。

II．推理在問題解決過程中常涉及到。同學們要學會從實驗數據、物質已知的性質、題給信息等各種渠道收集證據，對物質的性質及其變化提出可能的假設；基于這些證據進行分析推理，最后形成科學結論。

有無色溶液，可能含有K+、SO42-、CO32-、NH4+、Cl-、Ba2+、Cu2+中的一種或幾種，按以下步驟進行實驗：

①取100ml溶液往其中加入足量稀硫酸，有0.224L(標況下)氣體產生；

②另取100ml溶液滴加足量Ba(NO3)2溶液，有4.2g白色沉淀生成；

③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生刺激性氣味的氣體0.672L(標況下)；根據以上事實判斷：

（1）肯定存在的是___。

（2）肯定不存在的是___。

（3）不能確定是否存在的是___。

Answer 1

【答案】2 16 2 2 5 8 5mol 5NA CO32-、SO42-、NH4+、K+ Cu2+、Ba2+ Cl-

【解析】

I．反應KMnO4中Mn元素的化合價從+7價降低到+2價，HCl中Cl的化合價從-1價升高到0價，結合電子守恒和原子守恒配平；

II．①無色溶液，說明不含Cu2+，加入稀硫酸產生氣體，說明含有碳酸根，則溶液中不能有鋇離子；

②另取100ml溶液滴加足量Ba(NO3)2溶液，產生白色沉淀為硫酸鋇，證明溶液中含硫酸根；

③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生刺激性氣味的氣體為氨氣，證明溶液中含銨根，再通過定量計算，根據溶液呈電中性判斷溶液中其他離子。

I．反應KMnO4中Mn元素的化合價從+7價降低到+2價，HCl中Cl的化合價從-1價升高到0價，根據得失電子守恒KMnO4的系數為2，Cl2的系數為5，根據物料守恒配平其它物質前面的系數為：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，由反應可知：KMnO4為氧化劑，且2molKMnO4完全參加反應，將生成5molCl2，即有10molHCl被氧化，轉移電子的物質的量為10mol，則若有1mol氧化劑參加反應，則被氧化的HCl的物質的量為10mol×=5mol，轉移的電子數目10mol××NAmol-1=5NA；

II．①無色溶液，說明不含Cu2+，加入稀硫酸產生氣體，說明含有碳酸根，則溶液中不能有鋇離子；

②另取100ml溶液滴加足量Ba(NO3)2溶液，產生白色沉淀為硫酸鋇，證明溶液中含硫酸根；

③繼續(xù)向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生刺激性氣味的氣體為氨氣，證明溶液中含銨根；

加稀硫酸產生二氧化碳0.224L(標況下)，則n(CO32-)=n(CO2)==0.01mol；

滴加足量Ba(NO3)2溶液，產生4.2g硫酸鋇，則n(SO42-)=n(BaSO4)==0.018mol；

向②中的溶液滴加足量NaOH溶液并加熱，產生氨氣0.672L(標況下)，則n(NH4+)=n(NH3)==0.03mol；

根據電荷守恒，已確定的陰離子所帶負電荷：0.01mol×2+0.018mol×2=0.056mol，已確定的陽離子所帶正電荷：0.03mol，溶液呈電中性，所以溶液中一定含有另一種陽離子鉀離子，陰離子氯離子不能確定；

(1)由上述分析可知溶液中肯定存在的離子是：CO32-、SO42-、NH4+、K+；

(2)由上述分析可知溶液中不存在的離子是：Cu2+，Ba2+；

(3)由上述分析可知不能確定是否存在氯離子。