Question

【題目】（某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。

實驗一　制取氯酸鉀和氯水

利用下圖所示的實驗裝置進行實驗。

（1）制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶，過濾，洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有________。

（2）若對調B和C裝置的位置，________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產率。

實驗二　氯酸鉀與碘化鉀反應的研究

（3）在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產物的影響，其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行)：

試管編號	1	2	3	4
0.20 mol·L－1 KI/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3(s)/g	0.10	0.10	0.10	0.10
6.0 mol·L－1H2SO4/mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸餾水/mL	9.0	6.0	3.0	0
實驗現象

①系列a實驗的實驗目的是________________。

②設計1號試管實驗的作用是________________。

③若2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產物唯一，還原產物為KCl，則此反應的離子方程式為___________________________。

實驗三　測定飽和氯水中氯元素的總量

（4）該小組設計的實驗方案為使用下圖裝置，加熱15.0 mL飽和氯水試樣，測定產生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是__________________________。(不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因)

（5）根據下列資料，為該小組設計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細節)：______________________________________________________________________。

資料：ⅰ.次氯酸會破壞酸堿指示劑；

ⅱ.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質還原成Cl－。

Answer 1

【答案】（1）燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可)（2）能（3）①研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響；②硫酸濃度為0的對照實驗 ③ClO3-＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測定試樣含氯總量(或其他合理答案)（5）量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質量(或其他合理答案)

【解析】

試題（1）制取實驗結束后，由取出B中試管進行的操作(冷卻結晶、過濾、洗滌)，可知該實驗操作過程中需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管；

（2）Cl2與熱的KOH溶液反應生成KClO3、KCl和H2O，與冷的KOH溶液反應生成KClO、KCl和H2O。因此，若將裝置B、C的位置對調，可以除去Cl2中的雜質氣體HCl，故能提高B中KClO3的產率，故答案為：能；

（3）①根據表格中的數據可知：KI、KClO3的物質的量及濃度不變，改變的是硫酸溶液的體積和水的多少，二者的總體積相等，由此可見系列a實驗的目的是研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響，故答案為：研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響；

②設計1號試管實驗的作用是作對照實驗，比較影響結果，故答案為：硫酸濃度為0的對照實驗；

③根據2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色，證明生成了I2；若氧化產物唯一，還原產物為KCl，根據氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及元素原子守恒可知該反應的離子方程式為：ClO3-＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O，故答案為：ClO3-＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O；

（4）該小組設計的實驗方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等，無法測定試樣含氯總量，故答案為：因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測定試樣含氯總量；

（5）由于HClO具有強氧化性會破壞酸堿指示劑，因此實驗設計時不能用酸堿指示劑，可以利用氯水的強氧化性，向該溶液中加入足量的H2O2溶液，H2O2把氯元素完全還原為Cl－，H2O2被氧化成O2，然后加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的AgNO3溶液，過濾、洗滌生成的AgCl沉淀，干燥后稱量沉淀質量，結合氯原子守恒即可確定其中含有的氯元素的質量，故答案為：量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質量。