Question

【題目】氯及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的用途。

Ⅰ．實(shí)驗(yàn)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(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性質(zhì)①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，②在0℃～5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)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(yīng)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(xué)式)。

（3）Cl2和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，控制反應(yīng)在0℃～5℃進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是___________________。

Ⅱ．某學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)時裝置A需在60℃~100℃進(jìn)行的原因是_________________________。

（2）電動攪拌棒的作用是_______________________。

（3）裝置A中反應(yīng)產(chǎn)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(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示

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

③當(dāng)pH為7.0~8.0時，ClO2的還原產(chǎn)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(xué)反應(yīng)速率較慢，溫度過高草酸升華或分解 將反應(yīng)物充分混合(或充分反應(yīng)、或使反應(yīng)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(yīng)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(yīng)溫度0 ℃～5 ℃，可以采用冰水浴冷卻C裝置。因?yàn)?/span>Cl2和KOH是放熱反應(yīng)，若氯氣通入速率過快，與KOH溶液反應(yīng)速率快，放出熱量多，反應(yīng)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(jìn)而控制反應(yīng)溫度；Ⅱ．（1）一般來說，升高溫度，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，反應(yīng)速率增大，溫度過低，化學(xué)反應(yīng)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(shí)驗(yàn)時裝置A需在60℃～100℃進(jìn)行；（2） 電動攪拌棒的作用是將反應(yīng)物充分混合(或充分反應(yīng)、或使反應(yīng)物混合均勻)；（3）②當(dāng)pH≤2.0時，由圖中曲線可知，ClO2被I-還原為Cl-，反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O；③當(dāng)pH為7.0~8.0時，ClO2-濃度較高，ClO2的還原產(chǎn)物為ClO2-。