Question

18．某實(shí)驗(yàn)小組欲制取氯酸鉀，并測(cè)定其純度．制取裝置如圖甲所示．請(qǐng)回答：

（1）Ⅱ中玻璃管a的作用為平衡壓強(qiáng)．
（2）為了提高KOH的利用率，可將上述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，其方法是在Ⅰ與Ⅱ之間連接盛有飽和食鹽水的凈化裝置．
（3）反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后，Ⅱ的大試管中有大量KClO₃晶體析出．圖乙中符合該晶體溶解度曲線的是M（填編號(hào)字母）；要從Ⅱ的大試管中分離已析出晶體，下列儀器中不需要的是BDF（填儀器編號(hào)字母）．
A．鐵架臺(tái)   B．長(zhǎng)頸漏斗    C．燒杯    D．蒸發(fā)皿    E．玻璃棒    F．酒精燈
（4）上述制得的晶體中含少量KClO、KCl雜質(zhì)．
已知：堿性條件下，ClO^-有強(qiáng)氧化性，ClO₃^-很穩(wěn)定；酸性條件下，ClO^-、ClO₃^-都具有較強(qiáng)的氧化性．
為測(cè)定KClO₃的純度，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
步驟1：去上述晶體3.00g，溶于水配成100mL溶液．
步驟2：取20.00mL溶液于錐形瓶中，調(diào)至pH=10，滴加雙氧水至不再產(chǎn)生氣泡，煮沸．
步驟3：冷卻后，加入足量KI溶液，再逐漸滴加入足量稀硫酸．
發(fā)生反應(yīng)：ClO₃^-+I^-+H⁺→Cl⁺+I₂+H₂O（未配平）
步驟4：加入指示劑，用0.5000mol•L^-1Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液48.00mL，發(fā)生反應(yīng)：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-．
①步驟2中用雙氧水除去溶液中殘留ClO^-的離子方程式為ClO^-+H₂O₂═H₂O+Cl^-+O₂↑．
②該晶體中KClO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.7%．
③若步驟2中未進(jìn)行煮沸，則所測(cè)KClO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高（填“偏低”、“偏高”或“無(wú)影響”）

Answer 1

分析 （1）Ⅱ中玻璃管a的作用是平衡壓強(qiáng)，防止壓強(qiáng)改變液體倒吸；
（2）裝置Ⅰ是制備氯氣的裝置，生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，儀器進(jìn)入裝置Ⅱ，氯化氫也消耗氫氧化鉀，需要通入前除去；
（3）在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應(yīng)生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，溶質(zhì)的溶解度隨溫度的降低而降低，不溶性固體與液體的分離常采用過(guò)濾的方法；
（4）①用雙氧水除去溶液中殘留ClO^-的反應(yīng)是利用次氯酸根離子的強(qiáng)氧化性氧化過(guò)氧化氫生成氧氣，本身被還原生成氯離子，結(jié)合原子守恒和電子守恒、電荷守恒配平書(shū)寫(xiě)；
②依據(jù)過(guò)程中的反應(yīng)ClO₃^-+6I^-+6H⁺=Cl^-+3I₂+3H₂O和2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，得到關(guān)系ClO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)計(jì)算；
③滴加雙氧水至不再產(chǎn)生氣泡，煮沸除去混有的氧氣，避免氧氣氧化碘離子為碘單質(zhì)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大．

解答 解：（1））Ⅱ中玻璃管a的作用為平衡壓強(qiáng)，防止壓強(qiáng)改變液體倒吸，故答案為：平衡壓強(qiáng)；
（2）裝置Ⅰ是制備氯氣的裝置，生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，儀器進(jìn)入裝置Ⅱ，氯化氫也消耗氫氧化鉀，為了提高KOH的利用率需要通入前除去，在Ⅰ與Ⅱ之間連接盛有飽和食鹽水的凈化裝置，除去氯化氫氣體，
故答案為：在Ⅰ與Ⅱ之間連接盛有飽和食鹽水的凈化裝置；
（3）根據(jù)題中信息可知，在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應(yīng)生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，二者反應(yīng)的濃度和溫度都不相同，反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后，②的試管中有大量晶體析出，說(shuō)明溶質(zhì)的溶解度隨溫度的降低而降低，只有M符合，不溶性固體與液體的分離常采用過(guò)濾的方法，過(guò)濾需要的儀器為燒杯、鐵架臺(tái)、玻璃棒、漏斗等，不需要的儀器為B．長(zhǎng)頸漏斗、D．蒸發(fā)皿、F．酒精燈，
故答案為：M；BDF；
（4）①用雙氧水除去溶液中殘留ClO^-的反應(yīng)是利用次氯酸根離子的強(qiáng)氧化性氧化過(guò)氧化氫生成氧氣，本身被還原生成氯離子，反應(yīng)的離子方程式為：ClO^-+H₂O₂═H₂O+Cl^-+O₂↑，
故答案為：ClO^-+H₂O₂═H₂O+Cl^-+O₂↑；
②反應(yīng)ClO₃^-+6I^-+6H⁺=Cl^-+3I₂+3H₂O和2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，得到關(guān)系ClO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，注意溶液體積的關(guān)系，
  ClO₃^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
  1           6
 n       0.500mol/L×0.0480L×$\frac{100}{20}$
n=0.02mol
晶體中KClO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.02mol×122.5g/mol}{3.00g}$×100=81.7%，
故答案為：81.7%；
③滴加雙氧水至不再產(chǎn)生氣泡，煮沸除去混有的氧氣，避免氧氣氧化碘離子為碘單質(zhì)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，所測(cè)KClO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：偏高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成、物質(zhì)檢驗(yàn)、物質(zhì)分離的方法、實(shí)驗(yàn)基本操作和反應(yīng)定量的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等．