Question

實(shí)驗(yàn)室可用MnO₂和KClO₃混合加熱的方法制取氧氣：
2KClO₃

MnO2 .

△

3O₂↑+2KCl．
現(xiàn)有下列儀器或裝置：

（1）A-D裝置中，用作KClO₃為原料制氧氣的反應(yīng)裝置是

 

（填序號）．
（2）排水法收集氧氣，接口順序是：氧氣出口→

 

→

 

→g→h→燒杯（填序號）．
Ⅱ． KClO₃分解時(shí)尚有副反應(yīng)，導(dǎo)致收集到的氣體有異味．據(jù)推測，副產(chǎn)物可能是O₃、Cl₂、ClO₂中的一種或幾種．資料表明：O₃、Cl₂、ClO₂的沸點(diǎn)依次為-111℃、-34℃和11℃，且O₃、ClO₂也能將KI氧化為I₂．為探究副反應(yīng)氣體產(chǎn)物的成分，將KClO₃分解產(chǎn)生的氣體經(jīng)干燥后通入下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（3）若要確認(rèn)副產(chǎn)物中含Cl₂，F(xiàn)中應(yīng)盛放

 

溶液．
（4）確定副產(chǎn)物中含有ClO₂的現(xiàn)象是

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)若D中無現(xiàn)象，E中試紙變藍(lán)，能否得出副產(chǎn)物含有O₃的結(jié)論？
答：

 

 （填“能”或“不能”）．理由是

 

．
Ⅲ．ClO₂是飲用水消毒劑．用ClO₂處理過的飲用水（pH為5.5～6.5）除含有ClO₂外，常含有一定量對人體不利的ClO₂^-．為測定此飲用水中兩者成分，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確量取v mL水樣加入到錐形瓶中，調(diào)節(jié)水樣pH=8，加人足量KI晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：2ClO₂+2I^-═I₂+2ClO₂^-，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生amol I₂；繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液pH=1，又發(fā)生如下反應(yīng)：ClO₂^-+4H⁺+4I^-═2I₂+Cl^-+2H₂O，反應(yīng)結(jié)束后叉產(chǎn)生b mol I₂．
（6）飲用水中c（ClO₂^-）=

 

mol?L^-1（用含字母的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置，反應(yīng)是固體+固體

△   .

氣體，選擇大試管加熱生成；
（2）氧氣是難溶于水的比空氣重的氣體，用排水法收集導(dǎo)氣管短進(jìn)長出；
（3）確認(rèn)副產(chǎn)物中含Cl₂，利用氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，加入硝酸銀溶液生成白色沉淀證明含有氯氣；
（4）ClO₂的沸點(diǎn)11℃，冷卻變化為液態(tài)，確定副產(chǎn)物中含有ClO₂的現(xiàn)象是裝置C中有液體生成；
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)若D中無現(xiàn)象，E中試紙變藍(lán)，說明氣體中含有氧化性的氣體，O₃、氯氣都具有強(qiáng)氧化性；
（6）依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算ClO₂反應(yīng)生成ClO₂^-，原水樣中的ClO₂^-和ClO₂反應(yīng)生成ClO₂^-，調(diào)節(jié)PH和碘離子反應(yīng)，依據(jù)反應(yīng)ClO₂^-+4H⁺+4I^-═2I₂+Cl^-+2H₂O，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生b mol I₂．計(jì)算得到ClO₂^-，物質(zhì)的量共為0.5bmol，減去第一個反應(yīng)生成的ClO₂^-，得到原水樣中含有的ClO₂^-，得到飲用水中ClO₂^-的濃度；

解答：解：（1）用作KClO₃為原料制氧氣的反應(yīng)是固體+固體

△   .

氣體，選擇大試管加熱生成，試管口略向下傾斜，應(yīng)選擇裝置A；
故答案為：A；
（2）氧氣是難溶于水的比空氣重的氣體，用排水法收集導(dǎo)氣管短進(jìn)長出，接口順序是：氧氣出口fegh燒杯；
故答案為：f、e；
（3）利用氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，加入硝酸銀溶液生成白色沉淀證明含有氯氣，若要確認(rèn)副產(chǎn)物中含Cl₂，F(xiàn)中應(yīng)盛放硝酸銀溶液；
故答案為：AgNO₃溶液；
（4）ClO₂的沸點(diǎn)11℃，冷卻會變化為液態(tài)，所以確定副產(chǎn)物中含有ClO₂的現(xiàn)象是C裝置試管中有液體生成；
故答案為：C裝置試管中有液體生成；
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)若D中無現(xiàn)象，E中試紙變藍(lán)，說明氣體中含有氧化性的氣體，O₃、氯氣都具有強(qiáng)氧化性，所以上述現(xiàn)象不能說明副產(chǎn)物含有O₃的結(jié)論，氯氣也可以銀行碘化鉀生成碘單質(zhì)；
故答案為：不能，Cl₂也可以氧化KI產(chǎn)生I₂；
（6）準(zhǔn)確量取v mL水樣加入到錐形瓶中，調(diào)節(jié)水樣pH=8，加人足量KI晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：2ClO₂+2I^-═I₂+2ClO₂^-，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生amol I₂；繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液pH=1，又發(fā)生如下反應(yīng)：ClO₂^-+4H⁺+4I^-═2I₂+Cl^-+2H₂O，反應(yīng)結(jié)束后叉產(chǎn)生b mol I₂；原水樣中的ClO₂^-和ClO₂反應(yīng)生成ClO₂^-，調(diào)節(jié)PH后，ClO₂^-和碘離子反應(yīng)，依據(jù)反應(yīng)ClO₂^-+4H⁺+4I^-═2I₂+Cl^-+2H₂O，反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生b mol I₂．計(jì)算得到ClO₂^-，物質(zhì)的量共為0.5bmol，減去第一個反應(yīng)生成的ClO₂^-物質(zhì)的量，依據(jù)化學(xué)方程式2ClO₂+2I^-═I₂+2ClO₂^-，計(jì)算得到為2amol，得到原水樣中含有的ClO₂^-物質(zhì)的量=（0.5b-2a）mol，得到飲用水中ClO₂^-的濃度=

(0.5b-2a)mol

V×10-3L

=

1000×(0.5b-2a)

V

mol/L；
故答案為：

1000×(0.5b-2a)

V

；

點(diǎn)評：本題考查了氣體制備實(shí)驗(yàn)過程和裝置分析判斷，反應(yīng)過程中的現(xiàn)象和題干信息利用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．