Question

食品安全是社会关注的热点。市场上已检测出一些矿泉水中含有高浓度的致癌物“溴酸盐”，而这个“行业秘密”在人们的眼皮底下被隐藏了10多年。实验室中制备“溴酸盐”过程如下：

根据上述转化关系回答下列问题：

（1）反应①的化学方程式为______________________________。

（2）已知反应②是复分解反应，该反应的化学方程式为_____________________________。

（3）已知在酸性条件下溴酸盐可发生如下离子反应：

Ⅰ.2BrO3-＋10Cl－＋12H＋=5Cl2↑＋Br2＋6H2O

Ⅱ.6BrO3-＋5Cl－＋6H＋=5ClO3-＋3Br2＋3H2O

Ⅲ.BrO3-＋5Br－＋6H＋=3Br2＋3H2O

①上述反应所涉及的粒子中，氧化性最强的是________。

②在KCl和KBr的酸性混合溶液中，加入过量的KBrO3，其氧化产物为________，还原产物为________。

③将12 mL 0.4 mol·L－1 KBrO3溶液和10 mL 0.6 mol·L－1 KCl溶液在稀H2SO4中混合，充分反应后，产物KClO3和Cl2的物质的量之比为________。

 

Answer 1

（1）6MgO＋Br2＋5Cl2=Mg（BrO3）2＋5MgCl2

（2）Mg（BrO3）2＋2KCl=MgCl2↓＋2KBrO3

（3）①BrO3-　②KClO3、Br2　Br2　③3∶1

【解析】分析实验过程，由于反应②中只加入KCl，不会发生氧化还原反应，反推知反应①中必生成BrO3-，由此得反应①中的化学方程式为6MgO＋Br2＋5Cl2=Mg（BrO3）2＋5MgCl2，第一次过滤掉的滤渣是MgO。经过反应②又过滤，那原因是什么呢？考虑到加入KCl发生的是复分解反应，反应发生的原因显然是利用MgCl2溶解度小的特点，反应的化学方程式为Mg（BrO3）2＋2KCl=MgCl2↓＋2KBrO3，第二次过滤掉的滤渣是MgCl2，然后进行系列实验操作即可得KBrO3晶体。（3）在三个反应中BrO3-均作氧化剂，所以氧化性其最强。对比反应Ⅰ和Ⅱ，可知KBrO3过量时，Cl－被氧化成ClO3-，还原产物为Br2，反应Ⅲ中Br2既是氧化产物也是还原产物。③由题可知KBrO3的物质的量为4.8×10－3 mol，KCl的物质的量为6×10－3 mol，两者物质的量之比为4∶5。设参加反应Ⅰ的KBrO3的物质的量为x，则参加反应Ⅱ的KBrO3的物质的量为

（4－x），由Cl－守恒得：5x＋（4－x）＝5，得x＝，反应Ⅰ生成的氯气为1，反应Ⅱ生成的KClO3为3。