Question

【题目】中学常采用高锰酸钾加热分解法制取氧气，某兴趣小组经查阅资料获知：制得氧气后固体残余物中的锰酸钾(K2MnO4)具有强氧化性，与还原剂、有机物、易燃物混合可形成爆炸性混合物，如不妥善处置将造成危险。因此该小组对该残余物进行分离提纯，得到锰酸钾晶体，利用回收的锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气，并设计实验验证氯气化学性质。

（1）检验该套装置气密性的方法是:______________________________；

（2）打开分液漏斗活塞及弹簧夹2，观察到烧瓶壁有紫红色物质生成并逐渐消失，黄绿色气体充满烧瓶。反应结束后，烧瓶内有黑色固体残余，写出过程中发生的化学反应方程式：_________________________________________；

（3）该方法制取氯气比用纯净的高锰酸钾要缓和平稳许多，试分析原因：________；

（4）该小组利用装置C吸收氯气制备漂白粉。

①C中盛装的试剂为：________________________________；（写名称）

②陶瓷多孔球泡的作用是：_________________________________________________；

（5）测定漂白粉有效成分的质量分数：称取1.5g所制漂白粉配成溶液，调节pH值并加入指示剂，用0.1000mol/L KI溶液进行滴定，三次平行实验平均每次消耗20.00mL标准液时达到滴定终点。已知氧化性：ClO－> IO3－> I2

①所选的指示剂为：______________，到达滴定终点的标志是：______________________；

②该漂白粉中有效成分的质量分数为：__________________________。

（6）打开分液漏斗活塞及弹簧夹1，可观察到D中的现象为：______________；该现象能够证明氯气有氧化性。

Answer 1

【答案】关闭分液漏斗的活塞，打开弹簧夹1和2，用酒精灯微热三颈烧瓶A，此时E、F导管末端冒气泡，撤走热源后，E、F导管末端会形成一段稳定液柱。3K2MnO4 ＋ 4HCl ＝ 2KMnO4 ＋ 4KCl ＋ MnO2 ＋ 2H2O ；2KMnO4 ＋ 16HCl ＝ 2KCl ＋ 2MnCl2 ＋ 5Cl2 ＋ 8H2O锰酸钾生成高锰酸钾与二氧化锰两种物质，形成均匀的固体分散系，可降低高锰酸钾与盐酸反应速率石灰乳增大气体接触面积，使氯气吸收更充分淀粉最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，半分钟不褪色28.6%出现白色沉淀

【解析】

A装置产生氯气，饱和氯化钠溶液的作用是吸收氯气中的氯化氢气体，并降低氯气在水中的溶解度，C是制备漂白粉，D是验证氯气具有氧化性，氢氧化钠是吸收尾气，（2）锰酸钾（K2MnO4）具有强氧化性，与浓盐酸反应观察到烧瓶壁有紫红色物质生成，该物质为高锰酸钾，锰元素的化合价在升高，根据K2MnO4中的化合价为+6价，处于中间价态，推测出在反应中既作氧化剂又作还原剂，再结合烧瓶内有黑色固体残余，联想到二氧化锰写出第一个方程式；第二个反应是高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气、氯化锰、氯化钾、水；（3）锰酸钾氧化浓盐酸比用高锰酸钾氧化浓盐酸反应速率慢；（4）①用石灰乳与氯气制备漂白粉；②陶瓷多孔球泡的作用是增大气体接触面积，使氯气吸收更充分；（5）①反应产物有碘单质生成，用淀粉作指示剂，最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，振荡半分钟不褪色，则达到终点；②先根据反应离子方程式确定出ClO﹣与I﹣的关系，计算次氯酸钙的质量，再根据质量分数公式计算；（6）打开分液漏斗活塞及弹簧夹1，氯气将亚硫酸氢钡氧化成硫酸钡沉淀；取D中反应后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸银，若有白色沉淀产生，不能证明氯气氧化了亚硫酸氢钡，因为氯气与水反应也生成氯离子，不能证明溶液中的氯离子一定是氯气氧化亚硫酸氢钡所得产物。

A装置产生氯气，饱和氯化钠溶液的作用是吸收氯气中的氯化氢气体，并降低氯气在水中的溶解度，C是制备漂白粉，D是验证氯气具有氧化性，氢氧化钠是吸收尾气，

（1）检验该套装置气密性的方法是: 关闭分液漏斗的活塞，打开弹簧夹1和2，用酒精灯微热三颈烧瓶A，此时E、F导管末端冒气泡，撤走热源后，E、F导管末端会形成一段稳定液柱；（2）锰酸钾（K2MnO4）具有强氧化性，与浓盐酸反应观察到烧瓶壁有紫红色物质生成，该物质为高锰酸钾，锰元素的化合价在升高，根据K2MnO4中的化合价为+6价，处于中间价态，推测出在反应中既作氧化剂又作还原剂，再结合烧瓶内有黑色固体残余，联想到二氧化锰写出反应方程式为：3K2MnO4+4HCl（浓）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O；第二个反应是高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气、氯化锰、氯化钾、水，方程式为：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；（3）锰酸钾生成高锰酸钾与二氧化锰两种物质，形成均匀的固体分散系，可降低高锰酸钾与盐酸反应速率，所以用锰酸钾制取氯气比用纯净的高锰酸钾要缓和平稳许多，故答案为：锰酸钾生成高锰酸钾与二氧化锰两种物质，形成均匀的固体分散系，可降低高锰酸钾与盐酸反应速率；（4）①用石灰乳与氯气制备漂白粉，故答案为：石灰乳；②陶瓷多孔球泡的作用是增大气体接触面积，使氯气吸收更充分，故答案为：增大气体接触面积，使氯气吸收更充分；（5）①反应产物有碘单质生成，用淀粉作指示剂，最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，振荡半分钟不褪色，则达到终点，故答案为：淀粉；最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，振荡半分钟不褪色；②先根据反应离子方程式确定出ClO﹣与I﹣的关系，

3ClO﹣+I﹣=3Cl﹣+IO3﹣①；IO3﹣+5I﹣+3H2O=6OH﹣+3I2②

将方程式①+②得：ClO﹣+2I﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣+I2

每次实验消耗KI溶液的体积为20.00mL，设次氯酸根离子的物质的量为x，

ClO﹣+2I﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣+I2

1mol 2mol

x 0.1000molL﹣1×0.020L

所以x=0.001mol

每次实验次氯酸钙的质量为：143g/mol×0.001mol×0.5=0.0715g，三次实验总质量为0.0715g×3=0.2145g，

所以质量分数为：×100%=14.3%；

（6）打开分液漏斗活塞及弹簧夹1，氯气将亚硫酸氢钡氧化成硫酸钡沉淀；取D中反应后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸银，若有白色沉淀产生，不能证明氯气氧化了亚硫酸氢钡，因为氯气与水反应也生成氯离子，不能证明溶液中的氯离子一定是氯气氧化亚硫酸氢钡所得产物，

故答案为：出现白色沉淀；不正确，氯气与水反应也生成氯离子，不能证明溶液中的氯离子一定是氯气氧化亚硫酸氢钡所得产物。