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:
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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
3KClO
2KCl+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3KClO
2KCl+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+。