同位素示踪法是用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物代替相应的非标记化合物进行化学反应，然后用核探测器随时追踪它在反应产物中的存在形式来确定反应的原理

题文

同位素示踪法是用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物代替相应的
非标记化合物进行化学反应，然后用核探测器随时追踪它在反应产物中的存在形式来确定反应的原理等。
氧化还原反应氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物之间的内在关系也可以利用同位素失踪法进行验证。
（1）H₂O₂与H₂SO₄酸化的KMnO₄反应，生成K₂SO₄、MnSO₄、H₂O和O₂，如果H₂O₂中氧原子是示踪原子（¹⁸O），
反应完成后含有示踪原子的物质是________________。
（2）K³⁵ClO₃晶体和含有H³⁷Cl的浓盐酸反应生成氯气,已知反应方程式为KClO₃＋6HCl_（浓_）= KCl＋3Cl₂↑＋
3H₂O，此反应生成氯气的摩尔质量为________________。
（3）某反应体系中共有6种物质，KClO₃、KCl、HCl、Cl₂、ClO₂、H₂O，请你设计同位素失踪法确定反应
的方程式并配平：                                                 

题型：未知 难度：其他题型

答案

O₂；73.3g．mol^－1；2K³⁷ClO₃+4HCl= 2KCl+Cl₂+2³⁷ClO₂+2H₂O

解析

（1）该反应中，H₂O₂是还原剂，被酸化的KMnO₄溶液氧化，化合价升高，生成O₂，所以¹⁸O存在于O₂中。（2）由分析可知，生成的3个Cl₂中6个Cl有5个来自于HCl中的³⁷Cl，有1个来自于KClO₃中的³⁵Cl，故氯气的分子量为（35+5×37）÷5×2=73.3g，则氯气的摩尔质量为73.3g．mol^－1
（3）可以用³⁷Cl跟踪反应，该反应中Cl元素化合价有+5、+4、0、—1四种，显然氯元素最高价和最低
价分别为氧化剂和还原剂，根据同种元素之间发生氧化还原反应化合价“只靠拢、不相交”的原则，如果
用含有同位素³⁷Cl的K³⁷ClO₃参加反应，则还原产物为³⁷ClO₂，配平方程式得：2K³⁷ClO₃+4HCl=
2KCl+Cl₂+2³⁷ClO₂+2H₂O。

考点

据考高分专家说，试题“同位素示踪法是用同位素作为一种标记，制成.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。

氧化还原反应的配平

配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。

配平原则：
(1)电子守恒原则：反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则：若为离子反应，反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则：反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤：
(1)一标：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等：通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定：确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平：用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查：检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧：
(1)逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法，即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平（一般从反应物很难配平时，可选用逆向配平法）
例：

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。

通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降，确定CrCl₃、Cl₂的计量数为2和3，然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法：设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1，其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例：P₄O+Cl₂→POCl₃+P₂Cl₆
可令P₄O前的系数为1，Cl₂的系数为x，则
1P4O+xCl₂→POCl₃+3/2P₂Cl₆ ，再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降总数相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例：Fe₃C+HNO₃＝Fe(NO₃)₃+CO₂↑+NO₂↑+H₂O
复杂化合物Fe₃C按照常规方法分析，无法确定其Fe和C的具体化合价，此时可令组成物质的各元素化合价为零价，根据化合价升降法配平。


再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法：当某元素的原子在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例：S+Ca(OH)₂→CaS_x+Ca₂S₂O₃+H₂O
生成物CaS_x、Ca₂S₂O₃中的S_x、S₂作为一个整体标价为-2、+4价，则化合价升降关系为：
S_x  0→-2  降2×2
S₂  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法：一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项（一般为H₂O、H⁺或OH^-），最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平：有机物中元素的化合价一般来讲，氢元素显+1价，氧元素显-2价，然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：

1. 一般方法：从左向右配。
2. 步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。

• 标出元素化合价变化的始态和终态
• 求升价元素或降价元素化合价的变化数
• 求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数
• 配平变价元素
• 用观察法配平其他元素
• 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）
  如：
  
  
  

特殊技巧：

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。

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