Question

18．KClO₃是一種常見(jiàn)的氧化劑，常用于醫(yī)藥工業(yè)、印染工業(yè)和制造煙火．實(shí)驗(yàn)室用KClO₃和MnO₂混合加熱制氧氣，現(xiàn)取KClO₃和MnO₂的混合物16.60g加熱至恒重，將反應(yīng)后的固體加15g水充分溶解，剩余固體6.55g （25℃），再加5g水充分溶解，仍剩余固體4.80g（25℃）．
（1）若剩余的4.80g固體全是MnO₂，則原混合物中KClO₃的質(zhì)量為11.80g；
（2）若剩余的4.80g固體是MnO₂和KCl的混合物
①則25℃時(shí)KCl的溶解度為35g/100g水；
②原混合物中KClO₃的質(zhì)量為12.25g；
（3）MnO₂是一種典型的強(qiáng)氧化劑，無(wú)論在實(shí)驗(yàn)室還是在化工生產(chǎn)中都有重要的應(yīng)用．如下圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置（夾持設(shè)備和加熱裝置已略）．

①制備氯氣選用的藥品為MnO₂和濃鹽酸，相應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-═Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②裝置B的作用是除雜和安全瓶．實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中可能發(fā)生堵塞，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)B中的現(xiàn)象：錐形瓶中的液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中的液面上升．
③裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入c（選“a”“b”或“c”）．

	a	b	c
Ⅰ	干燥的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條
Ⅱ	堿石灰	濃硫酸	無(wú)水氯化鈣
Ⅲ	濕潤(rùn)的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

④設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性．當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胱懔柯葰鈺r(shí)，可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明氯的非金屬性大于溴．打開(kāi)活塞，將D中的少量溶液加入E中，振蕩E，觀察到的現(xiàn)象是E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色．該現(xiàn)象不能（填“能”或“不能”）說(shuō)明溴的非金屬性強(qiáng)于碘，原因是過(guò)量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂．

Answer 1

分析 （1）若剩余的4.80g固體全是MnO₂，m（KClO₃）=16.60g-4.80g；
（2）若剩余的4.80g固體是MnO₂和KCl的混合物，則5g水溶解氯化鉀得到的溶液是飽和溶液，據(jù)此計(jì)算其溶解度；反應(yīng)前后質(zhì)量減少的質(zhì)量為氧氣的質(zhì)量，根據(jù)氯酸鉀和氧氣之間的關(guān)系式計(jì)算氯酸鉀的質(zhì)量；
（3）①制備氯氣選用的藥品為MnO₂和濃鹽酸，反應(yīng)產(chǎn)生MnCl₂，Cl₂和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
②B中飽和食鹽水的作用是減少Cl₂的溶解度，吸收反應(yīng)揮發(fā)的HCl氣體，同時(shí)有長(zhǎng)頸漏斗，可以檢驗(yàn)裝置是否堵塞，若裝置發(fā)生堵塞，會(huì)導(dǎo)致B瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大，最終大于外界大氣壓使長(zhǎng)頸漏斗中的液面上升，錐形瓶?jī)?nèi)液面下降；
③裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，原理是Cl₂溶于水產(chǎn)生HClO，HClO具有漂白性，顯然II中底部為干燥劑，一開(kāi)始通入的Cl₂是潮濕的，經(jīng)過(guò)干燥劑后，Cl₂是干燥的，干燥的Cl₂不能使干燥的有色布條褪色，據(jù)此分析；
④裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性，當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胱懔柯葰鈺r(shí)，可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明氯的非金屬性大于溴，打開(kāi)活塞，將D中的少量溶液加入E中，D中的溶液為NaBr溶液，Cl₂會(huì)氧化Br^-產(chǎn)生Br₂，進(jìn)入裝有KI溶液和苯的錐形瓶中，苯在水層上面，Br₂進(jìn)入KI中，置換出I^-產(chǎn)生I₂，I₂被苯萃取，苯層顯紫紅色，Cl₂也可以氧化I^-產(chǎn)生I₂據(jù)此分析．

解答 解：（1）若剩余的4.80g固體全是MnO₂，m（KClO₃）=16.60g-4.80g=11.80g，
故答案為：11.80；
（2）若剩余的4.80g固體是MnO₂和KCl的混合物，則5g水溶解氯化鉀得到的溶液是飽和溶液，5g水溶解KCl的質(zhì)量=6.55g-4.80g=1.75g，
①則100g水溶解KCl的質(zhì)量=$\frac{1.75g}{5g}×100g$=35g，則25℃時(shí)KCl的溶解度為35g/100g水，
故答案為：35g/100g水；
②20g水溶解氯化鉀的質(zhì)量=1.75g×4=7g，反應(yīng)前后質(zhì)量減少的質(zhì)量為氧氣的質(zhì)量，氧氣的質(zhì)量=16.60g-7g-4.80g=4.8g，根據(jù)氧原子守恒得$\frac{\frac{4.8g}{16g/mol}}{3}×122.5g/mol$=12.25g，則原混合物中KClO₃的質(zhì)量為12.25g，
故答案為：12.25g；
（3））①制備氯氣選用的藥品為MnO₂和濃鹽酸，反應(yīng)產(chǎn)生MnCl₂，Cl₂和水，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-═Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-═Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②B中飽和食鹽水的作用是減少Cl₂的溶解度，吸收反應(yīng)揮發(fā)的HCl氣體，同時(shí)有長(zhǎng)頸漏斗，可以檢驗(yàn)裝置是否堵塞，則裝置B的作用是除雜和安全瓶，
若裝置發(fā)生堵塞，會(huì)導(dǎo)致B瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大，最終大于外界大氣壓使長(zhǎng)頸漏斗中的液面上升，錐形瓶?jī)?nèi)液面下降，則發(fā)生堵塞時(shí)B中的現(xiàn)象為：錐形瓶中的液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中的液面上升，
故答案為：除雜和安全瓶；錐形瓶中的液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中的液面上升；
③裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，原理是Cl₂溶于水產(chǎn)生HClO，HClO具有漂白性，顯然II中底部為干燥劑，干燥Cl2應(yīng)選用無(wú)水氯化鈣，一開(kāi)始通入的Cl₂是潮濕的，所以在I處應(yīng)放潮濕的有色布條，經(jīng)過(guò)干燥劑后，Cl₂是干燥的，干燥的Cl₂不能使干燥的有色布條褪色，所以在III處應(yīng)放干燥的有色布條，就可以驗(yàn)證Cl₂是否有漂白性，故選c，
故答案為：c；
④裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性，當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胱懔柯葰鈺r(shí)，可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明氯的非金屬性大于溴，打開(kāi)活塞，將D中的少量溶液加入E中，D中的溶液為NaBr溶液，Cl₂會(huì)氧化Br^-產(chǎn)生Br₂，進(jìn)入裝有KI溶液和苯的錐形瓶中，苯在水層上面，Br₂進(jìn)入KI中，置換出I^-產(chǎn)生I₂，I₂被苯萃取，苯層顯紫紅色，因此打開(kāi)活塞，將D中的少量溶液加入E中，振蕩E，觀察到的現(xiàn)象是E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色，
Cl₂溶于水不完全反應(yīng)，水中會(huì)有Cl₂，隨著活塞的打開(kāi)，水中溶有的Cl₂也會(huì)氧化I^-產(chǎn)生I₂，I₂被苯萃取，同樣也可以使苯層顯紫紅色，達(dá)到相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此該現(xiàn)象并不能說(shuō)明溴的非金屬性強(qiáng)于碘，原因是：過(guò)量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂，
故答案為：E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色；不能；過(guò)量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)算，涉及到氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，溶解度的計(jì)算，鹵族元素的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室制氯氣的方法，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，根據(jù)物質(zhì)之間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，注意結(jié)合原子守恒進(jìn)行解答，題目難度中等，試題培養(yǎng)了綜合思維能力和分析能力．