Question

【題目】氯氣與堿溶液反應，在低溫、稀堿溶液中主要產物是ClO-和Cl-，在75℃以上、濃堿溶液中主要產物是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。

a為濃鹽酸，b為MnO2，c為飽和食鹽水，d為30%KOH溶液，e為NaOH溶液

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。

①裝置I中反應的離子方程式為_______________。

②若取消裝置II，對本實驗的影響是_______________。

③實驗結束，拆解裝置I前為了防止大量氯氣逸出，可采取的措施是_______________。

④從裝置III的試管中分離得到KClO3粗產品，其中混有的雜質是KClO和______________。

（2）為測定產品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，調至pH=10，滴加足量H2O2溶液充分振蕩以除盡ClO-。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0.5000mol/LNa2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液20.00mL。 (2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)

①步驟2中除去C1O-的離子方程式是_____________。“煮沸”的目的是_________。

②比較堿性條件下氧化性ClO3-_______C1O-(填寫“>”或“<”)。

③樣品中KClO3的貭量分數(shù)為________。(答案保留三位有效數(shù)字,KClO3式量:122.5)

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl－（濃）Mn2++ Cl2↑+2H2O 雜質 HCl 氣體消耗氫氧化鉀，使 KClO3 產率降低 將裝置Ⅳ中的溶液從分液漏斗中注入圓底燒瓶 KCl ClO－+H2O2 O2↑+Cl－+H2O(條件 OH－) 使過量的 H2O2分解，防止其氧化 KI < 83.3%

【解析】

（1）①裝置I中二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水；②裝置II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，在低溫、稀堿溶液中主要產物是ClO-和Cl-，在75℃以上、濃堿溶液中主要產物是ClO3-和Cl-。（2）①步驟2中在堿性條件下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)ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O、2S2O32-+I2=S4O62-+2I-，可得反應的關系式ClO3------6S2O32-，利用關系式計算樣品中KClO3的貭量分數(shù)。

（1）①裝置I中二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水，反應離子方程式是MnO2+4H++2Cl－（濃）Mn2++ Cl2↑+2H2O；②裝置II中為飽和食鹽水，可以除去氯氣中的氯化氫，若取消裝置II，雜質 HCl 氣體消耗氫氧化鉀，使 KClO3 產率降低；③實驗結束，拆解裝置I前為了防止大量氯氣逸出，可采取的措施是將裝置Ⅳ中的氫氧化鈉溶液從分液漏斗中注入圓底燒瓶；④氯氣與堿溶液反應，在低溫、稀堿溶液中主要產物是ClO-和Cl-，在75℃以上、濃堿溶液中主要產物是ClO3-和Cl-，所以從裝置III的試管中分離得到KClO3粗產品，其中混有的雜質是KClO和KCl； （2）①步驟2中在堿性條件下ClO－被H2O2還原為Cl－，反應的離子方程式是ClO－+H2O2O2↑+Cl－+H2O；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，ClO3-不能氧化H2O2，所以氧化性ClO3-<C1O-；③設25.00mL溶液中含有KClO3的貭量為xg；

KClO3-----6S2O32-

122.5g 6mol

xg 0.5mol/L0.02L

x=0.204g

樣品中KClO3的貭量分數(shù)為83.3% 。