Question

【題目】氯及其化合物在工農業生產和日常生活中有著廣泛的用途。

Ⅰ．實驗室用下圖所示裝置制備KClO溶液，并通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應制備高效水處理劑K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性質①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，②在0℃～5℃、強堿性溶液中比較穩定。

（1）裝置A中的玻璃儀器的名稱分別是___________。

（2）裝置A中KMnO4與鹽酸反應生成KCl、MnCl2和Cl2，其離子方程式為_______________________。將制備的Cl2通過裝置B可除去___________ (填化學式)。

（3）Cl2和KOH在較高溫度下反應生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，控制反應在0℃～5℃進行，實驗中可采取的措施是___________________。

Ⅱ．某學習小組用下圖裝置制取并收集ClO2。(已知無水草酸在100℃可以升華)

（1）實驗時裝置A需在60℃~100℃進行的原因是_________________________。

（2）電動攪拌棒的作用是_______________________。

（3）裝置A中反應產物有Na2CO3、ClO2和CO2等，用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)往往殘留少量ClO2和一定量對人體不利的亞氯酸根高子(ClO2-)。

①ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉化率與溶液pH的關系如圖所示

②當pH≤2.0時，寫出ClO2被I-還原的離子方程式________________________________。

③當pH為7.0~8.0時，ClO2的還原產物為___________。

Answer 1

【答案】 分液漏斗、圓底燒瓶 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O HCl 緩慢滴加鹽酸、裝置C加冰水浴等 溫度過低，化學反應速率較慢，溫度過高草酸升華或分解 將反應物充分混合(或充分反應、或使反應物混合均勻) 2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O ClO2-

【解析】Ⅰ．（1）裝置A中的玻璃儀器的名稱分別是分液漏斗、圓底燒瓶；（2）裝置A中KMnO4與鹽酸反應生成KCl、MnCl2和Cl2，其離子方程式為2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；裝置B中裝飽和食鹽水，將制備的Cl2通過裝置B可除去HCl；(2)控制反應溫度0 ℃～5 ℃，可以采用冰水浴冷卻C裝置。因為Cl2和KOH是放熱反應，若氯氣通入速率過快，與KOH溶液反應速率快，放出熱量多，反應溫度高，易生成KClO3，所以可以通過緩慢滴加鹽酸來控制生成氯氣的速率，進而控制反應溫度；Ⅱ．（1）一般來說，升高溫度，活化分子的百分數增大，反應速率增大，溫度過低，化學反應速率較慢，無水草酸100℃可以升華，溫度過高草酸升華或分解，所以實驗時裝置A需在60℃～100℃進行；（2） 電動攪拌棒的作用是將反應物充分混合(或充分反應、或使反應物混合均勻)；（3）②當pH≤2.0時，由圖中曲線可知，ClO2被I-還原為Cl-，反應的離子方程式為2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O；③當pH為7.0~8.0時，ClO2-濃度較高，ClO2的還原產物為ClO2-。