Question

4．溴酸鉀（KBrO₃）為白色晶體，是一種常用的氧化劑和分析試劑，加熱到370℃時分解為溴化鉀和氧氣．生產(chǎn)溴酸鉀的工藝流程如下：

（1）“合成”過程所發(fā)生的反應(yīng)中，氧化劑是Cl₂，還原劑是Br₂．反應(yīng)的化學(xué)方程式為6MgO+Br₂+5Cl₂═Mg（BrO₃）₂+5MgCl₂．
（2）“復(fù)分解”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg（BrO₃）₂+2KCl═MgCl₂↓+2KBrO₃．
（3）上述流程中第二次過濾濾出的固體主要成分是MgCl₂．
（4）“趁熱過濾”過程中“趁熱”的原因是防止溴酸鉀結(jié)晶析出．
（5）溴酸鉀具有毒性，食用少量即可引起嘔吐和腎臟的損傷．然而美、日等國都允許在油炸薯片中添加一定量的溴酸鉀，以改善薯片的口感．我國也曾允許用作烘焙面包的添加劑，但已于2005年7月開始全國禁止在食品中使用溴酸鉀．2007年，一批來自美國的油炸薯片在珠�？诎侗晃覈�有關(guān)部門檢出含有溴酸鉀而被禁止入境．從化學(xué)原理分析推測，有關(guān)國家認(rèn)為在油炸薯片中添加溴酸鉀安全的理由是（用化學(xué)方程式表示）2KBrO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KBr+3O₂↑，而我國認(rèn)為不安全的理由是油炸和烘焙的溫度條件不能保證溴酸鉀完全分解．

Answer 1

分析 氯氣具有氧化性，在水中和溴單質(zhì)反應(yīng)生成溴酸和氯化氫，加入過量氧化鎂和鹽酸溴酸反應(yīng)生成氯化鎂和溴酸鎂，過濾得到濾液中加入飽和氯化鉀溶液，氯化鎂在飽和溶液中析出晶體，過濾得到濾液為溴酸鉀溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，為得到更多晶體趁熱過濾得到晶體溴酸鉀．
（1）在氧化還原反應(yīng)中，得電子化合價降低的反應(yīng)物是氧化劑，失電子化合價升高的反應(yīng)物是還原劑，液氯、液溴和氧化鎂反應(yīng)生成Mg（BrO₃）₂、MgCl₂；
（2）在濾液中加入氯化鉀，溴酸鎂和氯化鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成氯化鎂沉淀和溴酸鉀；
（3）第二次過濾是在溴酸鎂和氯化鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)之后，所以沉淀為氯化鎂；
（4）固體溶解度通常隨著溫度的升高而升高；
（5）溴酸鉀受熱易分解，但食品中的溴酸鉀油炸和烘焙不一定完全分解．

解答 解：液氯、液溴和氧化鎂反應(yīng)生成Mg（BrO₃）₂、MgCl₂，過濾后在濾液中加入氯化鉀可得到KBrO₃，發(fā)生Mg（BrO₃）₂+2KCl=MgCl₂↓+2KBrO₃，氯化鎂結(jié)晶析出，濾液中KBrO₃經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶可得到KBrO₃．
（1）液氯、液溴和氧化鎂反應(yīng)生成Mg（BrO₃）₂、MgCl₂，反應(yīng)的方程式為6MgO+Br₂+5Cl₂=Mg（BrO₃）₂+5MgCl₂，Cl（0→-1），Br（0→+5），氧化劑是Cl₂，還原劑是Br₂，
故答案為：Cl₂；Br₂；6MgO+Br₂+5Cl₂=Mg（BrO₃）₂+5MgCl₂；
（2）在濾液中加入氯化鉀可得到KBrO₃，發(fā)生Mg（BrO₃）₂+2KCl=MgCl₂↓+2KBrO₃，氯化鎂結(jié)晶析出，
故答案為：Mg（BrO₃）₂+2KCl=MgCl₂↓+2KBrO₃；
（3）Mg（BrO₃）₂+2KCl=MgCl₂↓+2KBrO₃，氯化鎂在飽和溶液中析出晶體，過濾得到濾液為溴酸鉀溶液，所以第二次過濾濾出的固體主要成分是MgCl₂，
故答案為：MgCl₂；
（4）生產(chǎn)溴酸鉀，“趁熱過濾”過程中“趁熱”防止溴酸鉀結(jié)晶析出，造成晶體損失，
故答案為：防止溴酸鉀結(jié)晶析出；
（5）油炸薯片中添加溴酸鉀受熱易分解：2KBrO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KBr+3O₂↑，所以有關(guān)國家認(rèn)為添加溴酸鉀安全，但油炸和烘焙的溫度條件不能保證溴酸鉀完全分解，所以我國認(rèn)為不安全，
故答案為：2KBrO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KBr+3O₂↑；油炸和烘焙的溫度條件不能保證溴酸鉀完全分解．

點(diǎn)評 本題考查了溴酸鉀制備實(shí)驗(yàn)過程分析判斷，試劑選擇的原則和作用理解應(yīng)用，注意物質(zhì)性質(zhì)掌握，題干信息應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．