Question

【題目】中學常采用高錳酸鉀加熱分解法制取氧氣，某興趣小組經查閱資料獲知：制得氧氣后固體殘余物中的錳酸鉀(K2MnO4)具有強氧化性，與還原劑、有機物、易燃物混合可形成爆炸性混合物，如不妥善處置將造成危險。因此該小組對該殘余物進行分離提純，得到錳酸鉀晶體，利用回收的錳酸鉀與濃鹽酸反應制取氯氣，并設計實驗驗證氯氣化學性質。

（1）檢驗該套裝置氣密性的方法是:______________________________；

（2）打開分液漏斗活塞及彈簧夾2，觀察到燒瓶壁有紫紅色物質生成并逐漸消失，黃綠色氣體充滿燒瓶。反應結束后，燒瓶內有黑色固體殘余，寫出過程中發生的化學反應方程式：_________________________________________；

（3）該方法制取氯氣比用純凈的高錳酸鉀要緩和平穩許多，試分析原因：________；

（4）該小組利用裝置C吸收氯氣制備漂白粉。

①C中盛裝的試劑為：________________________________；（寫名稱）

②陶瓷多孔球泡的作用是：_________________________________________________；

（5）測定漂白粉有效成分的質量分數：稱取1.5g所制漂白粉配成溶液，調節pH值并加入指示劑，用0.1000mol/L KI溶液進行滴定，三次平行實驗平均每次消耗20.00mL標準液時達到滴定終點。已知氧化性：ClO－> IO3－> I2

①所選的指示劑為：______________，到達滴定終點的標志是：______________________；

②該漂白粉中有效成分的質量分數為：__________________________。

（6）打開分液漏斗活塞及彈簧夾1，可觀察到D中的現象為：______________；該現象能夠證明氯氣有氧化性。

Answer 1

【答案】關閉分液漏斗的活塞，打開彈簧夾1和2，用酒精燈微熱三頸燒瓶A，此時E、F導管末端冒氣泡，撤走熱源后，E、F導管末端會形成一段穩定液柱。3K2MnO4 ＋ 4HCl ＝ 2KMnO4 ＋ 4KCl ＋ MnO2 ＋ 2H2O ；2KMnO4 ＋ 16HCl ＝ 2KCl ＋ 2MnCl2 ＋ 5Cl2 ＋ 8H2O錳酸鉀生成高錳酸鉀與二氧化錳兩種物質，形成均勻的固體分散系，可降低高錳酸鉀與鹽酸反應速率石灰乳增大氣體接觸面積，使氯氣吸收更充分淀粉最后一滴標準液滴下時，溶液變為淺藍色，半分鐘不褪色28.6%出現白色沉淀

【解析】

A裝置產生氯氣，飽和氯化鈉溶液的作用是吸收氯氣中的氯化氫氣體，并降低氯氣在水中的溶解度，C是制備漂白粉，D是驗證氯氣具有氧化性，氫氧化鈉是吸收尾氣，（2）錳酸鉀（K2MnO4）具有強氧化性，與濃鹽酸反應觀察到燒瓶壁有紫紅色物質生成，該物質為高錳酸鉀，錳元素的化合價在升高，根據K2MnO4中的化合價為+6價，處于中間價態，推測出在反應中既作氧化劑又作還原劑，再結合燒瓶內有黑色固體殘余，聯想到二氧化錳寫出第一個方程式；第二個反應是高錳酸鉀與濃鹽酸反應產生氯氣、氯化錳、氯化鉀、水；（3）錳酸鉀氧化濃鹽酸比用高錳酸鉀氧化濃鹽酸反應速率慢；（4）①用石灰乳與氯氣制備漂白粉；②陶瓷多孔球泡的作用是增大氣體接觸面積，使氯氣吸收更充分；（5）①反應產物有碘單質生成，用淀粉作指示劑，最后一滴標準液滴下時，溶液變為淺藍色，振蕩半分鐘不褪色，則達到終點；②先根據反應離子方程式確定出ClO﹣與I﹣的關系，計算次氯酸鈣的質量，再根據質量分數公式計算；（6）打開分液漏斗活塞及彈簧夾1，氯氣將亞硫酸氫鋇氧化成硫酸鋇沉淀；取D中反應后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸銀，若有白色沉淀產生，不能證明氯氣氧化了亞硫酸氫鋇，因為氯氣與水反應也生成氯離子，不能證明溶液中的氯離子一定是氯氣氧化亞硫酸氫鋇所得產物。

A裝置產生氯氣，飽和氯化鈉溶液的作用是吸收氯氣中的氯化氫氣體，并降低氯氣在水中的溶解度，C是制備漂白粉，D是驗證氯氣具有氧化性，氫氧化鈉是吸收尾氣，

（1）檢驗該套裝置氣密性的方法是: 關閉分液漏斗的活塞，打開彈簧夾1和2，用酒精燈微熱三頸燒瓶A，此時E、F導管末端冒氣泡，撤走熱源后，E、F導管末端會形成一段穩定液柱；（2）錳酸鉀（K2MnO4）具有強氧化性，與濃鹽酸反應觀察到燒瓶壁有紫紅色物質生成，該物質為高錳酸鉀，錳元素的化合價在升高，根據K2MnO4中的化合價為+6價，處于中間價態，推測出在反應中既作氧化劑又作還原劑，再結合燒瓶內有黑色固體殘余，聯想到二氧化錳寫出反應方程式為：3K2MnO4+4HCl（濃）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O；第二個反應是高錳酸鉀與濃鹽酸反應產生氯氣、氯化錳、氯化鉀、水，方程式為：2KMnO4+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；（3）錳酸鉀生成高錳酸鉀與二氧化錳兩種物質，形成均勻的固體分散系，可降低高錳酸鉀與鹽酸反應速率，所以用錳酸鉀制取氯氣比用純凈的高錳酸鉀要緩和平穩許多，故答案為：錳酸鉀生成高錳酸鉀與二氧化錳兩種物質，形成均勻的固體分散系，可降低高錳酸鉀與鹽酸反應速率；（4）①用石灰乳與氯氣制備漂白粉，故答案為：石灰乳；②陶瓷多孔球泡的作用是增大氣體接觸面積，使氯氣吸收更充分，故答案為：增大氣體接觸面積，使氯氣吸收更充分；（5）①反應產物有碘單質生成，用淀粉作指示劑，最后一滴標準液滴下時，溶液變為淺藍色，振蕩半分鐘不褪色，則達到終點，故答案為：淀粉；最后一滴標準液滴下時，溶液變為淺藍色，振蕩半分鐘不褪色；②先根據反應離子方程式確定出ClO﹣與I﹣的關系，

3ClO﹣+I﹣=3Cl﹣+IO3﹣①；IO3﹣+5I﹣+3H2O=6OH﹣+3I2②

將方程式①+②得：ClO﹣+2I﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣+I2

每次實驗消耗KI溶液的體積為20.00mL，設次氯酸根離子的物質的量為x，

ClO﹣+2I﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣+I2

1mol 2mol

x 0.1000molL﹣1×0.020L

所以x=0.001mol

每次實驗次氯酸鈣的質量為：143g/mol×0.001mol×0.5=0.0715g，三次實驗總質量為0.0715g×3=0.2145g，

所以質量分數為：×100%=14.3%；

（6）打開分液漏斗活塞及彈簧夾1，氯氣將亞硫酸氫鋇氧化成硫酸鋇沉淀；取D中反應后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸銀，若有白色沉淀產生，不能證明氯氣氧化了亞硫酸氫鋇，因為氯氣與水反應也生成氯離子，不能證明溶液中的氯離子一定是氯氣氧化亞硫酸氫鋇所得產物，

故答案為：出現白色沉淀；不正確，氯氣與水反應也生成氯離子，不能證明溶液中的氯離子一定是氯氣氧化亞硫酸氫鋇所得產物。