Question

【題目】中學(xué)常采用高錳酸鉀加熱分解法制取氧氣，某興趣小組經(jīng)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(qiáng)氧化性，與還原劑、有機(jī)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(xiǎn)。因此該小組對該殘余物進(jìn)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(yīng)制取氯氣，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氯氣化學(xué)性質(zhì)。

（1）檢驗(yàn)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(zhì)生成并逐漸消失，黃綠色氣體充滿燒瓶。反應(yīng)結(jié)束后，燒瓶內(nèi)有黑色固體殘余，寫出過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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(wěn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱取1.5g所制漂白粉配成溶液，調(diào)節(jié)pH值并加入指示劑，用0.1000mol/L KI溶液進(jìn)行滴定，三次平行實(shí)驗(yàn)平均每次消耗20.00mL標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)達(dá)到滴定終點(diǎn)。已知氧化性：ClO－> IO3－> I2

①所選的指示劑為：______________，到達(dá)滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是：______________________；

②該漂白粉中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：__________________________。

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

Answer 1

【答案】關(guān)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(shí)E、F導(dǎo)管末端冒氣泡，撤走熱源后，E、F導(dǎo)管末端會形成一段穩(wěn)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(zhì)，形成均勻的固體分散系，可降低高錳酸鉀與鹽酸反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)液滴下時(shí)，溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，半分鐘不褪色28.6%出現(xiàn)白色沉淀

【解析】

A裝置產(chǎn)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(yàn)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(qiáng)氧化性，與濃鹽酸反應(yīng)觀察到燒瓶壁有紫紅色物質(zhì)生成，該物質(zhì)為高錳酸鉀，錳元素的化合價(jià)在升高，根據(jù)K2MnO4中的化合價(jià)為+6價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，推測出在反應(yīng)中既作氧化劑又作還原劑，再結(jié)合燒瓶內(nèi)有黑色固體殘余，聯(lián)想到二氧化錳寫出第一個(gè)方程式；第二個(gè)反應(yīng)是高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)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(yīng)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(yīng)產(chǎn)物有碘單質(zhì)生成，用淀粉作指示劑，最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴下時(shí)，溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，振蕩半分鐘不褪色，則達(dá)到終點(diǎn)；②先根據(jù)反應(yīng)離子方程式確定出ClO﹣與I﹣的關(guān)系，計(jì)算次氯酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)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(yīng)后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸銀，若有白色沉淀產(chǎn)生，不能證明氯氣氧化了亞硫酸氫鋇，因?yàn)槁葰馀c水反應(yīng)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(chǎn)物。

A裝置產(chǎn)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(yàn)證氯氣具有氧化性，氫氧化鈉是吸收尾氣，

（1）檢驗(yàn)該套裝置氣密性的方法是: 關(guān)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(shí)E、F導(dǎo)管末端冒氣泡，撤走熱源后，E、F導(dǎo)管末端會形成一段穩(wěn)定液柱；（2）錳酸鉀（K2MnO4）具有強(qiáng)氧化性，與濃鹽酸反應(yīng)觀察到燒瓶壁有紫紅色物質(zhì)生成，該物質(zhì)為高錳酸鉀，錳元素的化合價(jià)在升高，根據(jù)K2MnO4中的化合價(jià)為+6價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，推測出在反應(yīng)中既作氧化劑又作還原劑，再結(jié)合燒瓶內(nèi)有黑色固體殘余，聯(lián)想到二氧化錳寫出反應(yīng)方程式為：3K2MnO4+4HCl（濃）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O；第二個(gè)反應(yīng)是高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)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(zhì)，形成均勻的固體分散系，可降低高錳酸鉀與鹽酸反應(yīng)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(wěn)許多，故答案為：錳酸鉀生成高錳酸鉀與二氧化錳兩種物質(zhì)，形成均勻的固體分散系，可降低高錳酸鉀與鹽酸反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)物有碘單質(zhì)生成，用淀粉作指示劑，最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴下時(shí)，溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，振蕩半分鐘不褪色，則達(dá)到終點(diǎn)，故答案為：淀粉；最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴下時(shí)，溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，振蕩半分鐘不褪色；②先根據(jù)反應(yīng)離子方程式確定出ClO﹣與I﹣的關(guān)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(shí)驗(yàn)消耗KI溶液的體積為20.00mL，設(shè)次氯酸根離子的物質(zhì)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(shí)驗(yàn)次氯酸鈣的質(zhì)量為：143g/mol×0.001mol×0.5=0.0715g，三次實(shí)驗(yàn)總質(zhì)量為0.0715g×3=0.2145g，

所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸銀，若有白色沉淀產(chǎn)生，不能證明氯氣氧化了亞硫酸氫鋇，因?yàn)槁葰馀c水反應(yīng)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(chǎn)物，

故答案為：出現(xiàn)白色沉淀；不正確，氯氣與水反應(yīng)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(chǎn)物。