Question

20．為判斷某物質(zhì)存在或某物質(zhì)恰好完全反應，通常以特定物質(zhì)的顯色達到目，能顯色的物質(zhì)就稱“指示劑”．如：用藍色的石蕊試紙變紅判斷待測液顯酸性；用淀粉溶液變藍判斷單質(zhì)碘（I₂）的存在
已知SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI（無色溶液）
★常溫下，碘微溶于水；
★5SO₂+2H₂O+2KMnO₄═K₂SO₄+2H₂SO₄+2MnSO₄ （無色溶液）．
（1）工業(yè)上測量SO₂、N₂、O₂混合氣體中的SO₂含量用如圖所示吸收裝置（量氣裝置省略）．
①混合氣體通過圖示吸收裝置一定時間后，當溶液顏色由藍色變?yōu)闊o色時即可停止通氣．此法適宜測SO₂含量較低（選填“低”或“高”）的混合氣體．
②吸收裝置內(nèi)的I₂的淀粉溶液也可以用高錳酸鉀溶液代替作為指示劑，因為高錳酸鉀溶液吸收一定量的SO₂可由紫紅色變?yōu)闊o色．
（2）向一錐形瓶中傾倒取10%的氫氧化鉀溶液56g，滴入3滴酚酞試液，振蕩，再逐滴滴入向其中加入某濃度的鹽酸，邊滴邊振蕩，混合液剛好由無色變?yōu)榉奂t色時，可認為恰好完全反應，共用去18.5g鹽酸，
試計算①原鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為19.7%；
②求反應后溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．
③將反應后的溶液冷卻到室溫，若要得到室溫時的飽和溶液，至少需要向其中加入19.4g氯化鉀固體．列式計算室溫下氯化鉀的溶解度（計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位）．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)溶液的變色情況判斷反應的進行狀態(tài)，并對反應進行的時機進行控制，依據(jù)此裝置能吸收的二氧化硫量不大分析測量氣體中二氧化硫含量高低的問題；
②依據(jù)題干中關(guān)于高錳酸鉀溶液與二氧化硫的反應進行分析即可；
（2）①依據(jù)反應的情況結(jié)合化學方程式的計算，對鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)進行計算即可；
②依據(jù)反應的情況結(jié)合化學方程式的計算，對反應后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)進行計算即可；
③根據(jù)20℃是氯化鉀的溶解度，結(jié)合溶液中含有的氯化鉀質(zhì)量分析使其轉(zhuǎn)化為20℃時的飽和溶液的方法．

解答 解：
（1）①碘的淀粉溶液呈藍色，由于SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI（無色溶液）可知該溶液由藍色變成無色時該反應恰好完成，此時應該停止通入氣體，通入過量氣體會使測量結(jié)果不準確，常溫下，碘微溶入水，所以碘的淀粉溶液吸收二氧化硫的量較小，故該裝置吸收二氧化硫的量較小，所以此法適宜測SO₂含量較低的混合氣體，故填：無，低；
②因為紫紅色高錳酸鉀的溶液通入二氧化硫時會發(fā)生5SO₂+2H₂O+KMnO₄═K₂SO₄+2H₂SO₄+2MnSO₄（無色溶液）的反應，溶液現(xiàn)象由紫紅色變成無色，所以也可采用高錳酸鉀溶液代替碘的淀粉溶液完成該實驗，故填：高錳酸鉀，高錳酸鉀溶液吸收一定量的SO₂可由紫紅色變?yōu)闊o色．
（2）由題干可知10%的氫氧化鉀溶液56g和18.5g鹽酸恰好完全反應，可計算出生成的氯化鉀質(zhì)量；
設(shè)該鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量是x；生成的氯化鉀質(zhì)量是y．10%的氫氧化鉀溶液56g中氫氧化鉀的質(zhì)量=56g×10%=5.6g
   K0H+HCl═KCl+H₂O
   56      36.5    74.5
5.6g        x        y
$\frac{56}{5.6g}=\frac{36.5}{x}=\frac{74.5}{y}$
x=3.65g
y=7.45g
①原鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為$\frac{3.65g}{18.5g}×$100%≈19.7%
②反應后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)：$\frac{7.45g}{56g+18.5g}$×100%=10%，
③室溫下氯化鉀的溶解度為z
由于該溶液在20℃時不飽和所以可采用加溶質(zhì)的簡便辦法使其轉(zhuǎn)化成飽和溶液，溶液質(zhì)量是56g+18.5g=74.5g；
$\frac{z}{100g+z}=\frac{7.45g+19.4g}{74.5g+19.4g}$
z≈40.0g
答案：
（1）①無，低；②高錳酸鉀；高錳酸鉀溶液吸收一定量的SO₂可由紫紅色變?yōu)闊o色；
（2）①19.7%；②10%；③40.0g

點評 此題是一道實驗探究綜合題，解題的關(guān)鍵是充分利用題干中提供的新信息完成，題型涉及面廣起點較高但落點較低．