Question

9．日常生活用的火柴頭上含有KClO₃、MnO₂、S等化學物質(zhì)，某興趣小組為檢驗其中某些成分，設(shè)計了如圖1實驗流程圖：


請回答以下問題：
（1）寫出步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑、S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂．
（2）為驗證氣體A，按圖2所示進行實驗：將兩根火柴放在如圖2所示實驗裝置中漏斗下面，用一根燃著的火柴點燃它，慢慢拉動注射器活塞抽氣，讓火柴燃燒產(chǎn)生的氣體通過酸性高錳酸鉀溶液，①若能觀察到酸性高錳酸鉀溶液溶液（紫紅色）褪色的現(xiàn)象，即可證明火柴頭上含有S元素．
②可用于替代試管中酸性高錳酸鉀溶液的試劑有AC （填標號）
A．品紅溶液    B．飽和石灰水    C．稀溴水    D．燒堿溶液
（3）要證明火柴頭中含有Cl元素的后續(xù)實驗步驟是取濾液C，加入AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素．
（4）有學生提出檢驗火柴頭上KClO₃的另一套實驗方案，主要實驗步驟如下：
ⅰ刮取沒有燃燒的火柴頭，小心研碎，稱得質(zhì)量為2.45g；
ⅱ用適量蒸餾水充分浸泡后過濾、洗滌殘渣；
ⅲ往裝有濾液和洗滌液的燒杯中加入過量的NaNO₂溶液、AgNO₃溶液，
有白色沉淀生成，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌沉淀；
ⅳ干燥沉淀物，稱得其質(zhì)量為1.435g．
①實驗中發(fā)生的有關(guān)的離子反應(yīng)方程式為ClO₃^-+3NO₂^-=Cl^-+3NO₃^-和Cl^-+Ag⁺=AgCl↓．
②實驗測得火柴頭中KClO₃的質(zhì)量分數(shù)為50%．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)火柴頭上含有KClO₃、MnO₂、S物質(zhì)的性質(zhì)分析判斷，氯酸鉀在二氧化錳做催化劑作用分解生成氯化鉀和氧氣，硫單質(zhì)燃燒和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫氣體；
（2）①利用燃燒可能生成二氧化硫氣體，結(jié)合二氧化硫具有還原性，可以還原高錳酸鉀溶液使溶液褪色證明；
②能夠與二氧化硫出現(xiàn)明顯反應(yīng)現(xiàn)象的試劑即可，如溴水、品紅溶液等；
（3）氯離子和酸性硝酸銀溶液反應(yīng)生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；
（4）①涉及的反應(yīng)有：氯酸根離子與亞硝酸根離子反應(yīng)生成氯離子和硝酸根離子，氯離子與銀離子反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
②根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出氯化銀的物質(zhì)的量，然后依據(jù)氯元素守恒計算測得的火柴頭中KClO₃的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）反應(yīng)①中的反應(yīng)為：氯酸鉀在二氧化錳做催化劑作用分解生成氯化鉀和氧氣，硫單質(zhì)燃燒和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫氣體，反應(yīng)的化學方程式分別為：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑、S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂，
故答案為：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑；S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂；
（2）①火柴頭上含有KClO₃、MnO₂、S，硫反應(yīng)生成二氧化硫，通入高錳酸鉀溶液中會反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀溶液褪色；故KMnO₄溶液（紫紅色）褪色，
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液溶液（紫紅色）褪色；
②書寫高錳酸鉀溶液用于檢驗二氧化硫，也可以用品紅溶液或溴水代替酸性高錳酸鉀，所以AC正確，
故答案為：AC；
（3）氯離子能夠還與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應(yīng)生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以檢驗方法為：取濾液C，加入HNO₃和AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素，
故答案為：取濾液C，加入AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素（回答加入酸化的AgNO₃溶液或用HNO₃酸化的AgNO₃溶液均可）；
（4）①實驗過程中涉及的離子反應(yīng)為：ClO₃^-+3NO₂^-=Cl^-+3NO₃^-、Cl^-+Ag⁺=AgCl↓，
故答案為：ClO₃^-+3NO₂^-=Cl^-+3NO₃^-和Cl^-+Ag⁺=AgCl↓；
 ②依據(jù)氯元素守恒計算，沉淀物為AgCl，稱得其質(zhì)量為1.435g，則氯化銀的物質(zhì)的量為：$\frac{1.435g}{143.5g/mol}$=0.01mol，根據(jù)氯元素守恒可知KClO₃物質(zhì)的量為0.01mol，
則該火柴頭中KClO₃的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.01mol×122.5g/mol}{2.45g}$×100%=50%，
故答案為：50%．

點評 本題考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法及性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象及常見物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，試題充分考查學生的分析、理解能力及化學實驗?zāi)芰Γ?/p>