Question

【题目】氯气与碱溶液反应，在低温和稀碱溶液中主要产物是ClO—和Cl—，在75℃以上和浓碱溶液中主要产物是ClO3—和Cl—。研究小组用如下实验装置制取氯酸钾(KClO3)，并测定其纯度。回答下列问题：

(1)检查装置气密性后，添加药品，待装置Ⅲ水温升至75℃开始反应。

①写出装置Ⅰ中反应的化学方程式为____________________________。

②若取消装置Ⅱ，对本实验的影响是____________________________。

③实验结束，拆解装置Ⅰ前为了防止大量氯气逸出，可采取的措施是_______。

(2)已知碱性条件下，ClO—有强氧化性，而ClO3—氧化性很弱。设计实验证明：碱性条件下，H2O2能被ClO—氧化，而不能被ClO3—氧化。_________________。

(3)为测定产品KClO3的纯度，进行如下实验：

步骤1：取2.45g样品溶于水配成250mL溶液。

步骤2：取25.00mL溶液于锥形瓶中，调至pH＝10，滴加足量H2O2溶液充分振荡，然后煮沸溶液1~2分钟，冷却。

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

步骤4：加入指示剂，用0.5000 mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。(2S2O32—+I2＝S4O62—+2I—)

①步骤2的目的是________。写出煮沸时反应的化学方程式________。

②样品中KClO3的质量分数为________。(KClO3相对分子质量：122.5)

Answer 1

【答案】4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 杂质HCl消耗KOH，使KClO3产率降低 将装置Ⅳ中的溶液从分液漏斗注入圆底烧瓶中 KCl 分别取少量NaClO和NaClO3溶液于试管A、B中，均滴加少量NaOH溶液，再分别滴加H2O2溶液，A中有气泡产生并能使带火星的木条复燃，B中无明显现象。（或者：分别取少量NaClO和NaClO3溶液于试管A、B中，均滴加少量NaOH溶液，再分别滴加H2O2溶液充分振荡，然后煮沸溶液1~2分钟，冷却。分别加入足量稀硝酸酸化，滴加AgNO3溶液，A中产生白色沉淀，B中无明显现象。） 除去ClO— 2H2O22H2O + O2↑ 83.3%

【解析】

①装置I中二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水;②装置I中为饱和食盐水,可以除去氯气中的氯化氢;③用氢氧化钠溶液吸收装置I中的氯气;④氯气与碱溶液反应,在低温、稀碱溶液中主要产物是ClO-和Cl- ,在75°C以上、浓碱溶液中主要产物是ClO3-和Cl-。(2)①步骤2中在碱性条件ClO- 被H2O2还原为Cl-,加热煮沸可以使过量的H2O2分解;②根据题意,碱性条件下, ClO-能氧化H2O2，ClO3-不能氧化H2O2 ;③根据ClO- +6I- +6H+=Cl- +3I2+3H2O、2S2O32—+I2＝S4O62—+2I—,可得反应的关系式ClO3- ---6S2032-利用关系式计算样品中KClO3的质量分数。

(1) ①装置中二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,反应离子方程式是4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O

②装置I中为饱和食盐水,可以除去氯中的氯化氢,若取消装置II ,杂质HCl气体消耗氢氧化钾,使KClO3产率降低;

③实验结束拆解装置前为了防止大量氣逸出,可采取的措施是将装置V中的氢氧化钠溶液从分液漏斗中注入圆底烧瓶;④氣气与碱溶液反应在低温、稀碱溶液中主要产物是ClO-和Cl- ,在75℃以上、浓碱溶液中主要产物是ClO-和Cl- ,所以从装置III的试管中分离得到KClO3粗产品，其中混有的杂质是KClO和KCl;

(2) ①步骤2中在碱性条件ClO-被H2O2还原为C1- ,反应的离子方程式是2H2O22H2O + O2↑;加热煮沸可以使过量的H2O2分解,“煮沸”的目的是使过量的H2O2分解,防止其氧化KI;

②根据题意,碱性条件下, ClO-能氧化H2O2 , CIO-不能氧化H2O2 ,所以氧化性ClO3- <C10- ;③设25.00mL溶液中含有KClO3的质量为xg ;

KCl03---6S2032-

122.5g 6mol

X 0.5mol/L 0.02L

X=0.204g 样品中KCIO3的质量分数为0.245 100%= 83.3%。答案：83.3%。