Question

【題目】工廠化驗員檢驗某含有KBrO3、KBr及惰性物的樣品。化驗員稱取了該固體樣品1.000 g，加水溶解后配成100 mL溶液X。

Ⅰ. 取25.00 mL溶液X，加入稀硫酸，然后用Na2SO3將BrO還原為Br－；

Ⅱ. 去除過量的SO后調至中性；

Ⅲ. 加入K2CrO4作指示劑，用0.100 0 mol·L－1AgNO3標準溶液滴定Br－至終點，消耗 AgNO3標準溶液11.25 mL；

Ⅳ. 另取25.00 mL溶液X，酸化后加熱，再用堿液調至中性，測定過剩Br－，消耗上述AgNO3標準溶液3.75 mL。

已知：①25 ℃時，Ag2CrO4(磚紅色)的Ksp＝1.12×10－12，AgBr(淺黃色)的Ksp＝5.0×

10－15；

②Ⅳ中酸化時發生反應：BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O

請回答：

（1）步驟Ⅰ中，反應的離子方程式為________________________________。

（2）步驟Ⅲ中，滴定終點的現象為_____________________________________________。

（3）步驟Ⅳ中，加熱的目的是________________________。

（4）計算試樣中KBrO3質量分數。(寫出計算過程，結果保留3位有效數字)_______________

Answer 1

【答案】3SO32-＋BrO3-===Br－＋3SO42- 當滴入最后一滴AgNO3溶液時，產生磚紅色沉淀 除去溶解在溶液中的Br2(或使Br2揮發) w(KBrO3)＝ 8.35% 第一次所取25.00 mL溶液中：n(Br－)總＝n(AgBr)＝0.100 0 mol·L－1×11.25×10－3 L＝1.125×10－3 mol所以，n(BrO)＋n(Br－)＝n(Br－)總＝1.125×10－3 mol (1分)第二次所取25.00 mL溶液，加酸反應后：n(Br－)余＝0.100 0mol·L－1× 3.75×10－3L＝3.75×10－4 mol 由步驟Ⅳ可知：BrO～5Br－所以，n(BrO)＝×[n(Br－)總－n(Br－)余]＝×(1.125×10－3 mol－3.75×10－4 mol)＝1.25×10－4 mol由1 g樣品配成100 mL溶液，且每次實驗取的是25 mL所以，w(KBrO3)＝×100%＝8.35%

【解析】

(1) 步驟Ⅰ中，“加入稀硫酸，然后用Na2SO3將BrO還原為Br－”，SO32-是還原劑，其氧化產物是SO42-，BrO3-是氧化劑，還原產物是Br-，再根據化合價升降守恒和元素守恒配平其離子方程式。

(2) 步驟Ⅲ中，待測溶液中的Br-與標準溶液反應：Ag++Br-=AgBr↓生成淺黃色沉淀，當Br-耗盡，再多一滴AgNO3標準溶液即發生2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓，產生磚紅色沉淀，即表示達到滴定終點。

(3) 步驟Ⅳ中，酸化時使KBrO3與KBr反應：BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O，再測定剩余的Br-，而溶液中溶解的Br2會干擾Br-的測定，通過加熱讓Br2揮發而除去。

(4)由步驟III消耗AgNO3標準溶液11.25mL可計算25.00mL溶液X中KBrO3和KBr中溴元素總物質的量；由反應式BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O可知，其中BrO3-與參加反應的Br-的物質的量之比為1:5，再由步驟IV的數據計算25.00mL溶液X中KBrO3的物質的量。

(1) 步驟Ⅰ中，“加入稀硫酸，然后用Na2SO3將BrO還原為Br－”，SO32-是還原劑，其氧化產物是SO42-，BrO3-是氧化劑，還原產物是Br-，根據化合價升降守恒和元素守恒配平，其反應的離子方程式為：3SO32-＋BrO3-===Br－＋3SO42-。

(2)步驟Ⅲ中，待測溶液中的Br-與標準溶液反應：Ag++Br-=AgBr↓，生成淺黃色沉淀，當Br-耗盡，再多一滴AgNO3標準溶液即發生2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓，產生磚紅色沉淀，即表示達到滴定終點。滴定終點的現象為：當滴入最后一滴AgNO3溶液時，產生磚紅色沉淀。

(3) 步驟Ⅳ中，酸化時使KBrO3與KBr反應：BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O，再測定剩余的Br-，而溶液中溶解的Br2會干擾Br-的測定，通過加熱讓Br2揮發而除去。所以加熱的目的是除去溶解在溶液中的Br2(或使Br2揮發)。

(4)根據反應方程式Ag++Br-=AgBr↓，25.00mL溶液X中KBrO3和KBr中的溴元素總物質的量=n(Br－)總=n(AgNO3)=0.100 0 mol·L－1×11.25×10－3 L＝1.125×10－3 mol，即n(BrO)＋n(Br－)＝n(Br－)總＝1.125×10－3 mol。由步驟IV可知，第二次取25.00mL樣品溶液加酸反應完全后剩余Br-的物質的量n(Br－)余＝0.100 0mol·L－1× 3.75×10－3L＝3.75×10－4 mol。由反應方程式BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O可知，其中BrO3-與參加反應的Br-的物質的量之比為1:5，所以25.00mL溶液X中含BrO3-的物質的量n(BrO)＝×[n(Br－)總－n(Br－)余]＝×(1.125×10－3 mol－3.75×10－4 mol)＝1.25×10－4 mol。由1 g樣品配成100 mL溶液，且每次實驗取的是25 mL，所以試樣中KBrO3的質量分數w(KBrO3)＝×100%＝8.35%。