Question

【題目】氯氣與堿溶液反應(yīng)，在低溫和稀堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO—和Cl—，在75℃以上和濃堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO3—和Cl—。研究小組用如下實驗裝置制取氯酸鉀(KClO3)，并測定其純度。回答下列問題：

(1)檢查裝置氣密性后，添加藥品，待裝置Ⅲ水溫升至75℃開始反應(yīng)。

①寫出裝置Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

②若取消裝置Ⅱ，對本實驗的影響是____________________________。

③實驗結(jié)束，拆解裝置Ⅰ前為了防止大量氯氣逸出，可采取的措施是_______。

(2)已知堿性條件下，ClO—有強氧化性，而ClO3—氧化性很弱。設(shè)計實驗證明：堿性條件下，H2O2能被ClO—氧化，而不能被ClO3—氧化。_________________。

(3)為測定產(chǎn)品KClO3的純度，進行如下實驗：

步驟1：取2.45g樣品溶于水配成250mL溶液。

步驟2：取25.00mL溶液于錐形瓶中，調(diào)至pH＝10，滴加足量H2O2溶液充分振蕩，然后煮沸溶液1~2分鐘，冷卻。

步驟3：加入過量KI溶液，再逐滴加入足量稀硫酸。(ClO3—+6I—+6H+＝Cl—+3I2+3H2O)

步驟4：加入指示劑，用0.5000 mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。(2S2O32—+I2＝S4O62—+2I—)

①步驟2的目的是________。寫出煮沸時反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

②樣品中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(KClO3相對分子質(zhì)量：122.5)

Answer 1

【答案】4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 雜質(zhì)HCl消耗KOH，使KClO3產(chǎn)率降低 將裝置Ⅳ中的溶液從分液漏斗注入圓底燒瓶中 KCl 分別取少量NaClO和NaClO3溶液于試管A、B中，均滴加少量NaOH溶液，再分別滴加H2O2溶液，A中有氣泡產(chǎn)生并能使帶火星的木條復(fù)燃，B中無明顯現(xiàn)象。（或者：分別取少量NaClO和NaClO3溶液于試管A、B中，均滴加少量NaOH溶液，再分別滴加H2O2溶液充分振蕩，然后煮沸溶液1~2分鐘，冷卻。分別加入足量稀硝酸酸化，滴加AgNO3溶液，A中產(chǎn)生白色沉淀，B中無明顯現(xiàn)象。） 除去ClO— 2H2O22H2O + O2↑ 83.3%

【解析】

①裝置I中二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水;②裝置I中為飽和食鹽水,可以除去氯氣中的氯化氫;③用氫氧化鈉溶液吸收裝置I中的氯氣;④氯氣與堿溶液反應(yīng),在低溫、稀堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO-和Cl- ,在75°C以上、濃堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO3-和Cl-。(2)①步驟2中在堿性條件ClO- 被H2O2還原為Cl-,加熱煮沸可以使過量的H2O2分解;②根據(jù)題意,堿性條件下, ClO-能氧化H2O2，ClO3-不能氧化H2O2 ;③根據(jù)ClO- +6I- +6H+=Cl- +3I2+3H2O、2S2O32—+I2＝S4O62—+2I—,可得反應(yīng)的關(guān)系式ClO3- ---6S2032-利用關(guān)系式計算樣品中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1) ①裝置中二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,反應(yīng)離子方程式是4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O

②裝置I中為飽和食鹽水,可以除去氯中的氯化氫,若取消裝置II ,雜質(zhì)HCl氣體消耗氫氧化鉀,使KClO3產(chǎn)率降低;

③實驗結(jié)束拆解裝置前為了防止大量氣逸出,可采取的措施是將裝置V中的氫氧化鈉溶液從分液漏斗中注入圓底燒瓶;④氣氣與堿溶液反應(yīng)在低溫、稀堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO-和Cl- ,在75℃以上、濃堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO-和Cl- ,所以從裝置III的試管中分離得到KClO3粗產(chǎn)品，其中混有的雜質(zhì)是KClO和KCl;

(2) ①步驟2中在堿性條件ClO-被H2O2還原為C1- ,反應(yīng)的離子方程式是2H2O22H2O + O2↑;加熱煮沸可以使過量的H2O2分解,“煮沸”的目的是使過量的H2O2分解,防止其氧化KI;

②根據(jù)題意,堿性條件下, ClO-能氧化H2O2 , CIO-不能氧化H2O2 ,所以氧化性ClO3- <C10- ;③設(shè)25.00mL溶液中含有KClO3的質(zhì)量為xg ;

KCl03---6S2032-

122.5g 6mol

X 0.5mol/L 0.02L

X=0.204g 樣品中KCIO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.245 100%= 83.3%。答案：83.3%。