题目内容

【题目】一种实验室制备次氯酸钠和氯酸钾的装置和步骤如下:

①如图组装装置,检查装置的气密性。②在锥形瓶A内放入5gKMnO4粉末,安全漏斗深入试管内部。在试管5中放入4mL6mol·L-1的KOH溶液,试管6中放入4mL2mol·L-1的NaOH溶液。③打开止水夹3,关闭止水夹4,控制试管5中温度在323~328K范围内,通过安全漏斗向锥形瓶A中缓缓加入15mL9mol·L-1的盐酸,并控制氯气均匀产生。④当试管5内由无色慢慢变为黄绿色,再由黄绿色突然变成无色时,继续通氯气至溶液呈极淡的黄色,停止加热。⑤。⑥将试管5拆下,冷水浴冷却至不再有晶体析出,过滤、洗涤、干燥。

回答下列问题:

(1)锥形瓶A内的小试管的作用是___。

(2)洗气瓶2内的试剂可以是___。

A.饱和氯化钙溶液 B.浓硫酸 C.饱和食盐水 D.饱和碳酸氢钠溶液

(3)控制试管5中温度在323~328K范围内,采取的加热方式是___。试管5因生成了KClO而显黄绿色,KClO的电子式为___。黄绿色突然变为无色是因为KClO分解生成了KClO3,写出KClO分解的化学方程式:___。

(4)步骤⑤的操作是___。

(5)步骤⑥中得到的晶体用乙醇洗涤的优点是___。

(6)取试管6中的液体少许于另一试管中,加入硫酸调至弱酸性,向其中滴加0.2mol·L-1的MnSO4溶液,有黑色沉淀生成,则发生反应的离子方程式为___。

【答案】液封,防止生成的气体逸出 AC 水浴加热 3KClO2KCl+KClO3 打开止水夹4,关闭止水夹3 减少氯酸钾的溶解损失,有利于快速干燥 ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+

【解析】

根据流程和步骤,锥形瓶A内放入KMnO4粉末并缓缓加入盐酸,产生氯气,气体沿导管经过洗气瓶2,通过止水夹3进入试管5发生反应,试管5中放入KOH溶液,则该处制备氯酸钾,试管6中放入NaOH溶液,该处制备次氯酸钠,B和最后的锥形瓶中的NaOH溶液目的在于吸收过量的氯气,防止污染空气,洗气瓶2的目的在于除去混在氯气中的氯化氢气体。

(1)由图可知,加入盐酸用的是长颈漏斗,与外界大气相通,为防止氯气逸出,故放入一个小试管,所以锥形瓶A内的小试管的作用是液封,防止生成的气体逸出;

(2)洗气瓶2的目的在于除去混在氯气中的氯化氢气体,该试剂一方面要除掉氯化氢,另一方面要防止氯气溶解,满足条件的为饱和氯化钙溶液 、饱和食盐水,答案选AC;

(3)试管5中温度在323~328K范围内,即50℃-55℃,温度范围小且在水的沸点范围内,采取的加热方式是水浴加热;KClO中存在离子键和共价键,电子式为;KClO分解生成了KClO3,氯的化合价既升高又降低,根据得失电子守恒配平,故KClO分解的化学方程式为3KClO2KCl+KClO3;

(4)步骤④反应已经完成,故步骤⑤的操作是打开止水夹4,关闭止水夹3;

(5)乙醇具有挥发性,用乙醇洗涤可以快速干燥,且相比用水洗涤,氯酸钾的溶解损失要小,故用乙醇洗涤的优点是减少氯酸钾的溶解损失,有利于快速干燥;

(5)试管6制备次氯酸钠,次氯酸钠在酸性条件下具有强氧化性,向其中滴加MnSO4溶液,有黑色沉淀生成,该沉淀应为MnO2,则发生反应的离子方程式为

ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+。

练习册系列答案
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制取明矾晶体主要涉及到以下四个步骤:

第一步:铝制品的溶解。取一定量铝制品,置于250mL锥形瓶中,加入一定浓度和体积的强碱溶液,水浴加热(约93℃),待反应完全后(不再有氢气生成),趁热减压抽滤,收集滤液于250mL烧杯中;

第二步:氢氧化铝沉淀的生成。将滤液重新置于水浴锅中,用3 mol/L H2SO4调节滤液pH至8~9,得到不溶性白色絮凝状Al(OH)3,减压抽滤得到沉淀;

第三步:硫酸铝溶液的生成。将沉淀转移至250mL烧杯中,边加热边滴入一定浓度和体积的H2SO4溶液;

第四步:硫酸铝钾溶液的形成。待沉淀全部溶解后加入一定量的固体K2SO4,将得到的饱和澄清溶液冷却降温直至晶体全部析出,减压抽滤、洗涤、抽干,获得产品明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O,M=474g/mol]。

回答下列问题:

(1)第一步铝的溶解过程中涉及到的主要反应的离子方程式为__________________________

(2)为了加快铝制品的溶解,应该对铝制品进行怎样的预处理:________________________

(3)第四步操作中,为了保证产品的纯度,同时又减少产品的损失,应选择下列溶液中的___(填选项字母)进行洗涤,实验效果最佳。

A.乙醇 B.饱和K2SO4溶液 C.蒸馏水 D.1:1乙醇水溶液

(4)为了测定所得明矾晶体的纯度,进行如下实验操作:准确称取明矾晶体试样4.0g于烧杯中,加入50mL 1mol/L盐酸进行溶解,将上述溶液转移至100mL容量瓶中,稀释至刻度线,摇匀;移取25.00 mL溶液干250 mL锥形瓶中,加入30 mL 0.10mol/L EDTA-2Na标准溶液,再滴加几滴2D二甲酚橙,此时溶液呈黄色;经过后续一系列操作,最终用0.20 mol/L锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色,达到滴定终点时,共消耗5.00 mL锌标准溶液。滴定原理为H2Y2-+Al3+→AlY-+2H+,H2Y2-(过量)+Zn2+→ZnY2-+2H+(注:H2Y2-表示EDTA-2Na标准溶液离子)。则所得明矾晶体的纯度为_________%。

(5)明矾除了可以用作人们熟悉的净水剂之外,还常用作部分食品的膨松剂,例如油条(饼)的制作过程需要加入一定量的明矾,请简述明矾在面食制作过程作膨松剂的原理:_______

(6)为了探究明矾晶体的结晶水数目及分解产物,在N2气流中进行热分解实验,得到明矾晶体的热分解曲线如图所示(TG%代表的是分解后剩余固体质量占样品原始质量的百分率,失重百分率=×100%):

根据TG曲线出现的平台及失重百分率,30~270℃范围内,失重率约为45.57%,680~810℃范围内,失重百分率约为25.31%,总失重率约为70.88%,请分别写出所涉及到30~270℃、680~810℃温度范围内这两个阶段的热分解方程式:___________、_____________

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