Question

【题目】氯气与碱溶液反应，在低温、稀碱溶液中主要产物是 ClO3－和 Cl－，在 75℃以上、浓碱溶液中主要产物是ClO－和 Cl－。研究小组用如下实验装置制取氯酸钾(KClO3)，并测定其纯度。(夹持装置已省略)

a 为浓盐酸，b 为MnO2，c 为饱和食盐水， d 为 30%KOH 溶液，e 为 NaOH 溶液

回答下列问题：

(1)检查装置气密性后，添加药品，待装置 III 水温升至 75℃开始反应。

①装置 II 的作用为_____________________________________。

②若取消装置 II，对本实验的影响是___________________。

③从装置 III 的试管中分离得到 KClO3 粗产品，其中混有的杂质是 KClO 和_____________(填化学式）。

(2)为测定产品 KClO3 的纯度，进行如下实验：

步骤 1：取 3.00g 样品溶于水配成 250mL 溶液。

步骤 2：取 25.00mL 溶液于锥形瓶中，滴加足量H2O2 溶液充分振荡以除尽ClO－。然后煮沸溶液 1～2 分钟，冷却。

步骤 3：加入过量KI溶液，再逐滴加入足量稀硫酸。(ClO3－ +6I－ +6H+= Cl－+3I2+3H2O)

步骤 4：加入指示剂，用 0.600mol/LNa2S2O3 标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液 20.00mL。(2S2O32－+I2=S4O62－+2I－)

步骤 2 中除去 ClO－的离子方程式是_________________。

②样品中 KClO3 的貭量分数为_____。(保留三位有效数字，KClO3 式量：122.5)

Answer 1

【答案】除去氯气中混有的氯化氢气体，避免影响产率 氯化氢气体进入装置Ⅲ消耗KOH，使KClO3产量降低 KCl ClO－+ H2O2Cl－+O2↑+H2O 81.7%

【解析】

氯气与碱溶液反应，在低温、稀碱溶液中主要产物是 ClO3－和 Cl－，在 75℃以上、浓碱溶液中主要产物是ClO－和 Cl－。装置Ⅰ制备氯气，装置Ⅱ使用饱和食盐水除去氯化氢气体，氯气通入装置Ⅲ进行反应，装置Ⅳ用于尾气处理。

(1)①根据分析，装置Ⅱ的作用是除去氯气中混有的氯化氢气体，避免影响产率；②若取消装置 II，氯化氢气体进入装置Ⅲ消耗KOH，使KClO3产量降低；③在 75℃以上、浓碱溶液中主要产物是ClO－和 Cl－，故从装置 III 的试管中分离得到 KClO3 粗产品，其中混有的杂质是KClO和KCl；

(2) ①碱性条件，ClO－有强氧化性，ClO3－氧化性较弱， H2O2溶液可以氧化ClO－而不能氧化ClO3－，从而可以进行实验测定含量。滴加足量H2O2溶液充分振荡以除尽ClO－，该过程中ClO－被还原为Cl－，H2O2溶液被氧化为O2，故发生的离子反应式为ClO－+ H2O2Cl－+O2↑+H2O；②根据离子反应式定量关系式ClO3－~3I2 ~6S2O32－，故消耗20.00mL 0.600mol/L Na2S2O3物质的量为0.012mol，则25.00mL样品溶液KClO3物质的量为0.002mol，则250mL溶液KClO3物质的量为0.02mol，所含质量2.45g，质量分数为81.7%。