题目内容
【题目】氯酸钾是一种强氧化剂,在不同条件下KClO3将KI氧化为I2或KIO3。某实验小组在实验室中对KClO3和KI的反应进行了探究。回答下列问题:
实验一 制取氯酸钾
(1)A中反应的化学方程式为_______。实验开始时,首先进行的实验步骤是________。
(2)A和B装置之间缺少除去氯气中氯化氢的装置,是否会对实验结果产生不利影响,其理由是__(填“是”或“否”,若选择“是”请说明理由,若选择“否”则不需说明理由)
实验二 氯酸钾与碘化钾反应的研究
(3)该小组研究条件对反应产物的影响,系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行):
试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
0.20molL﹣1KI/mL | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
KClO3(s)/g | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
6.0molL﹣1H2SO4/mL | 0 | 3.0 | 6.0 | 9.0 |
蒸馏水/mL | 9.0 | 6.0 | 3.0 | 0 |
实验现象 |
①系列a实验的实验目的是__.②设计1号试管实验的作用是__.
③若2号试管实验现象是溶液变为黄色,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为______ .
【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 检查装置气密性 是,氯气中混入的氯化氢会与KOH反应,降低氯酸钾的产率 研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响 硫酸浓度为0的对照实验 ClO3-+6I-+6H+= Cl-+3I2+3H2O
【解析】
实验一的目的是制取KClO3;根据实验装置图,在A中MnO2与浓HCl共热制Cl2,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;在B中Cl2与30%KOH溶液共热制KClO3,反应的化学方程式为3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O,由于盐酸具有挥发性,A中制得的Cl2中混有HCl(g),HCl会消耗KOH使KClO3产率降低,Cl2在通入B装置前要除去其中的HCl(g);C中NaOH溶液吸收多余Cl2,防止污染大气。
实验二是研究KClO3与KI的反应,根据表中数据分析,各组实验中使用了等浓度、等体积的KI和等质量的KClO3,H2SO4的浓度不同,实验的目的是探究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响,1号试管没有加硫酸,1号试管为对照实验。2号试管实验现象是溶液变为黄色,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色,说明I-被氧化成I2,KClO3的还原产物为KCl,根据氧化还原反应中得失电子守恒和电荷守恒、原子守恒书写离子方程式。
据上述分析回答。
(1)A中MnO2与浓HCl共热制备Cl2,A中反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。实验开始时,首先进行的实验步骤是:检查装置的气密性。
(2)由于盐酸具有挥发性,A中制得的Cl2中混有HCl(g),A和B装置之间缺少除去Cl2中HCl(g)的装置,对实验结果会产生不利影响,理由是:氯气中混入的氯化氢会与KOH反应,降低氯酸钾的产率。
(3)①根据表中数据分析,各组实验中使用了等浓度、等体积的KI和等质量的KClO3,H2SO4的浓度不同,系列a实验的实验目的是:研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响。
②1号试管没有加硫酸,设计1号试管实验的作用是:硫酸浓度为0的对照实验。
③2号试管实验现象是溶液变为黄色,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色,说明I-被氧化成I2,KClO3的还原产物为KCl,反应可写成ClO3-+I-+H+→Cl-+I2+H2O,1molClO3-得到6mol电子,1molI-失去1mol电子,根据得失电子守恒配平为ClO3-+6I-+H+→Cl-+3I2+H2O,结合原子守恒、电荷守恒,反应的离子方程式为ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。