Question

【题目】氯及其化合物在工农业生产和日常生活中有着广泛的用途。

Ⅰ．实验室用下图所示装置制备KClO溶液，并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质①可溶于水、微溶于浓KOH溶液，②在0℃～5℃、强碱性溶液中比较稳定。

（1）装置A中的玻璃仪器的名称分别是___________。

（2）装置A中KMnO4与盐酸反应生成KCl、MnCl2和Cl2，其离子方程式为_______________________。将制备的Cl2通过装置B可除去___________ (填化学式)。

（3）Cl2和KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0℃～5℃进行，实验中可采取的措施是___________________。

Ⅱ．某学习小组用下图装置制取并收集ClO2。(已知无水草酸在100℃可以升华)

（1）实验时装置A需在60℃~100℃进行的原因是_________________________。

（2）电动搅拌棒的作用是_______________________。

（3）装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等，用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)往往残留少量ClO2和一定量对人体不利的亚氯酸根高子(ClO2-)。

①ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系如图所示

②当pH≤2.0时，写出ClO2被I-还原的离子方程式________________________________。

③当pH为7.0~8.0时，ClO2的还原产物为___________。

Answer 1

【答案】 分液漏斗、圆底烧瓶 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O HCl 缓慢滴加盐酸、装置C加冰水浴等 温度过低，化学反应速率较慢，温度过高草酸升华或分解 将反应物充分混合(或充分反应、或使反应物混合均匀) 2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O ClO2-

【解析】Ⅰ．（1）装置A中的玻璃仪器的名称分别是分液漏斗、圆底烧瓶；（2）装置A中KMnO4与盐酸反应生成KCl、MnCl2和Cl2，其离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；装置B中装饱和食盐水，将制备的Cl2通过装置B可除去HCl；(2)控制反应温度0 ℃～5 ℃，可以采用冰水浴冷却C装置。因为Cl2和KOH是放热反应，若氯气通入速率过快，与KOH溶液反应速率快，放出热量多，反应温度高，易生成KClO3，所以可以通过缓慢滴加盐酸来控制生成氯气的速率，进而控制反应温度；Ⅱ．（1）一般来说，升高温度，活化分子的百分数增大，反应速率增大，温度过低，化学反应速率较慢，无水草酸100℃可以升华，温度过高草酸升华或分解，所以实验时装置A需在60℃～100℃进行；（2） 电动搅拌棒的作用是将反应物充分混合(或充分反应、或使反应物混合均匀)；（3）②当pH≤2.0时，由图中曲线可知，ClO2被I-还原为Cl-，反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O；③当pH为7.0~8.0时，ClO2-浓度较高，ClO2的还原产物为ClO2-。