Question

【題目】氯氣與堿溶液反應(yīng)，在低溫、稀堿溶液中主要產(chǎn)物是 ClO3－和 Cl－，在 75℃以上、濃堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO－和 Cl－。研究小組用如下實(shí)驗(yàn)裝置制取氯酸鉀(KClO3)，并測定其純度。(夾持裝置已省略)

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(yīng)。

①裝置 II 的作用為_____________________________________。

②若取消裝置 II，對本實(shí)驗(yàn)的影響是___________________。

③從裝置 III 的試管中分離得到 KClO3 粗產(chǎn)品，其中混有的雜質(zhì)是 KClO 和_____________(填化學(xué)式）。

(2)為測定產(chǎn)品 KClO3 的純度，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

步驟 1：取 3.00g 樣品溶于水配成 250mL 溶液。

步驟 2：取 25.00mL 溶液于錐形瓶中，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 0.600mol/LNa2S2O3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液 20.00mL。(2S2O32－+I2=S4O62－+2I－)

步驟 2 中除去 ClO－的離子方程式是_________________。

②樣品中 KClO3 的貭量分?jǐn)?shù)為_____。(保留三位有效數(shù)字，KClO3 式量：122.5)

Answer 1

【答案】除去氯氣中混有的氯化氫氣體，避免影響產(chǎn)率 氯化氫氣體進(jìn)入裝置Ⅲ消耗KOH，使KClO3產(chǎn)量降低 KCl ClO－+ H2O2Cl－+O2↑+H2O 81.7%

【解析】

氯氣與堿溶液反應(yīng)，在低溫、稀堿溶液中主要產(chǎn)物是 ClO3－和 Cl－，在 75℃以上、濃堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO－和 Cl－。裝置Ⅰ制備氯氣，裝置Ⅱ使用飽和食鹽水除去氯化氫氣體，氯氣通入裝置Ⅲ進(jìn)行反應(yīng)，裝置Ⅳ用于尾氣處理。

(1)①根據(jù)分析，裝置Ⅱ的作用是除去氯氣中混有的氯化氫氣體，避免影響產(chǎn)率；②若取消裝置 II，氯化氫氣體進(jìn)入裝置Ⅲ消耗KOH，使KClO3產(chǎn)量降低；③在 75℃以上、濃堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO－和 Cl－，故從裝置 III 的試管中分離得到 KClO3 粗產(chǎn)品，其中混有的雜質(zhì)是KClO和KCl；

(2) ①堿性條件，ClO－有強(qiáng)氧化性，ClO3－氧化性較弱， H2O2溶液可以氧化ClO－而不能氧化ClO3－，從而可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定含量。滴加足量H2O2溶液充分振蕩以除盡ClO－，該過程中ClO－被還原為Cl－，H2O2溶液被氧化為O2，故發(fā)生的離子反應(yīng)式為ClO－+ H2O2Cl－+O2↑+H2O；②根據(jù)離子反應(yīng)式定量關(guān)系式ClO3－~3I2 ~6S2O32－，故消耗20.00mL 0.600mol/L Na2S2O3物質(zhì)的量為0.012mol，則25.00mL樣品溶液KClO3物質(zhì)的量為0.002mol，則250mL溶液KClO3物質(zhì)的量為0.02mol，所含質(zhì)量2.45g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.7%。