题目内容

10．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）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：3K2MnO4+4HCl（浓盐酸）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O，2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
（2）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．
（3）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
（4）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/LKI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，反应原理涉及到的方程式为：3ClO-+I-=3Cl-+IO3-； IO3-+5I-+3H2O=6OH-+3I2
①所选的指示剂为淀粉，达到滴定终点的标志是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该漂白粉中有效成分的质量分数为14.3%
（5）打开分液漏斗活塞及弹簧夹1，可观察到D中的现象为出现白色沉淀，
该现象能够证明氯气有氧化性．甲同学认为取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，也能证明氯气氧化了亚硫酸氢钡，你认为是否正确并说明理由不正确，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．

分析 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，（1）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；
（2）锰酸钾氧化浓盐酸比用高锰酸钾氧化浓盐酸反应速率慢；
（3）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；
（4）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；
（5）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．

解答 解：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）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（浓盐酸）=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，
故答案为：3K2MnO4+4HCl（浓盐酸）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O，2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；
（2）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；
（3）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；
（4）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    0.1000mol•L-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：$\frac{0.2145g}{1.5g}$×100%=14.3%，
故答案为：14.3%；
（5）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．

点评 本题考查了氯气的性质及实验的设计，难度较大，易错点第（1）题方程式的书写，会根据信息用氧化还原反应的规律进行推断，易错点第（4）题，注意ClO-为0.001mol时，Ca（ClO）2的物质的量为0.001mol×0.5，三次平行实验漂白粉的总量是1.5g，题中没有明确将1.5g所制漂白粉配成溶液后分成三等份，注意审题．

练习册系列答案
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20．下列叙述错误的是（　　）
A．在所有元素中氢原子半径最小
B．Al3+、Na+、O2-微粒半径依次增大
C．P、S、Cl最高正价依次升高
D．锂、钠、钾、铷、铯单质的熔点逐渐升高
1．有①${\;}_{8}^{16}$O、${\;}_{8}^{17}$O、${\;}_{8}^{18}$O；②H2、D2、T2；③石墨、金刚石；④${\;}_{1}^{1}$H、${\;}_{1}^{2}$H、${\;}_{1}^{3}$H，以上四组微粒或物质中，
（1）属于互为同位素关系的是①④；      
（2）互为同素异形体关系的是③；
（3）第②组代表的各物质的物理性质不同（填“相同”或“不同”），化学性质相同（填“相同”或“不同”）．
（4）由①和④的各核素组成的三原子化合物（水）的相对分子质量有7种，其中最小的一种摩尔质量是18g/mol．
18．以下工业生产过程不涉及化学变化是（　　）
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15．新兴大脑营养学研究表明：大脑的发育与生长与不饱和脂肪有密切的联系，从深海鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA就是一种不饱和程度很高的脂肪酸，它的分子中含6个碳碳双键，化学名称为：二十六碳六烯酸，它的分子组成应是（　　）
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2．碱式碳酸镁不溶于水，用途广泛，主要用作橡胶制品的填充剂，能增强橡胶的耐磨性和强度．也可用作油漆和涂料的添加剂，也可用于牙膏、医药和化妆品等工业．以水氯镁石（主要成分为MgCl2•6H2O）为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：

（1）预氨化过程中有Mg（OH）2沉淀生成，已知常温下Ksp（Mg（OH）2）=1.8×10-11，表示Mg（OH）2沉淀溶解平衡的方程式为Mg（OH）2（s）?Mg2+（aq）+2OH-（aq），Mg（OH）2达到沉淀达到沉淀溶解平衡时溶液的pH10.5（已知：lg36≈1.5）．
（2）已知：常温下Ka1（H2CO3）=4.4×10-7，Ka2（H2CO3）=4.7×10-11，Kb（NH3•H2O）=1.8×10-5，则NH4HCO3溶液显碱 性，c（NH${\;}_{4}^{+}$）大于 c（HCO${\;}_{3}^{-}$）（选填“大于”、“小于”、“等于”），该溶液物料守恒表达式为c（NH4+）+c（NH3•H2O）=c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）．
（3）上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为NH4Cl．
（4）高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO．取碱式碳酸镁晶体4.84g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO2 0.896L，则碱式碳酸镁的化学式为Mg（OH）2•4MgCO3•4H2O（或Mg5（OH）2（CO3）4•4H2O），写出氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式5Mg2++4HCO3-+6NH3+6H2O=Mg（OH）2•4MgCO3•4H2O↓+6NH4+．
19．硅橡胶具有无毒、无味、耐高温又耐低温，可制成耐温垫圈、密封件和人造心脏、人造血管等．它是由单体二甲基二氯硅烷（CH3）2SiCl2水解得到二甲基硅二醇，经脱水缩聚成的聚硅氧烷再经交联制成的．请用化学方程式写出上述二甲基二氯硅烷水解及线型缩聚的过程．
1．下列变化中，体现浓硫酸的脱水性和强氧化性的是（　　）
A．盛装浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后质量增加
B．把铜片放入浓硫酸中并加热有气体产生
C．常温下可用铁、铝容器盛装浓硫酸
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