题目内容
11.3名同学在用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气的过程中,发现生成的气体有刺激性气味,针对这一“异常现象”进行了实验探究及分析.(1)甲用湿润的KI-淀粉试纸检验上述生成的气体,观察到试纸变蓝,据此判断氧气中混有Cl2.用离子方程式解释甲判断试纸变蓝的原因Cl2+2I-═2Cl-+I2.
(2)乙认为上述现象只能说明混合气体具有氧化性,实验中使试纸变蓝的气体单质还可能是O3或O2.为了进一步验证甲的推测,乙补充了一个实验:将上述生成的气体冷却后通入盛有硝酸酸化的硝酸银溶液的洗气瓶中,若现象为产生白色沉淀,则甲的推测合理.
(3)丙查阅文献获知,这种方法制取氧气的过程中确有Cl2产生,并且查到了以下反应历程:
①2KClO3+2MnO2→2KMnO4+Cl2+O2↑
②反应②2KMnO4═K2MnO4+MnO2+O2↑
③K2MnO4+Cl2→2KCl+MnO2+O2↑
总反应 2KClO3→2KCl+3O2↑
丙设计实验,通过观察MnO4-的特征颜色来验证反应历程中①的发生,具体实验操作为:将一定量的KClO3 和MnO2混合于试管中,加热,在KClO3未完全分解前,冷却混合物并把它倒入水中.写出历程中反应②的化学方程式2KMnO4═K2MnO4+MnO2+O2↑.
(4)另据文献记载:此法制取的氧气中除了含有Cl2,还混有化合物ClO2.ClO2具有强氧化性,可以将污水中的S2-氧化成SO42-,反应的离子方程式为8ClO2+5S2-+4H2O═5SO42-+8Cl-+8H+或8ClO2+5S2-+8OH-=5SO42-+8Cl-+4H2O.
分析 (1)湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,说明有碘生成,氯气具有强氧化性,能氧化碘离子生成碘;
(2)氧气或臭氧也能氧化碘离子;如果为氯气,氯气和水反应生成HCl,导致溶液中含有氯离子,氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验;
(3)在KClO3未完全分解前,冷却混合物并把它倒入水中,根据溶液颜色判断是否含有高锰酸钾;
(4)ClO2具有强氧化性,可以将污水中的S2-氧化成SO42-,自身被还原生成氯离子.
解答 解:(1)湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,说明有碘生成,氯气具有强氧化性,能氧化碘离子生成碘,离子方程式为Cl2+2I-═2Cl-+I2,
故答案为:Cl2+2I-═2Cl-+I2;
(2)碘离子被氧化生成碘,说明气体具有氧化性;O3或O2也能氧化碘离子,所以试纸变蓝的气体中可能含有氧气或臭氧;如果为氯气,氯气和水反应生成HCl,导致溶液中含有氯离子,氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验,如果产生白色沉淀,就说明气体中含有氯气,所以可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验,
故答案为:氧化;O3或O2;硝酸酸化的硝酸银;产生白色沉淀;
(3)高锰酸钾溶液呈紫色,要想检验固体中含有高锰酸钾,只要将固体加入水中根据溶液颜色判断即可,所以操作是:在KClO3未完全分解前,冷却混合物并把它倒入水中,高锰酸钾分解生成锰酸钾,所以反应②方程式为2KMnO4═K2MnO4+MnO2+O2↑,
故答案为:在KClO3未完全分解前,冷却混合物并把它倒入水中;2KMnO4═K2MnO4+MnO2+O2↑;
(4)ClO2具有强氧化性,可以将污水中的S2-氧化成SO42-,自身被还原生成氯离子,离子方程式为8ClO2+5S2-+4H2O═5SO42-+8Cl-+8H+或8ClO2+5S2-+8OH-=5SO42-+8Cl-+4H2O,
故答案为:8ClO2+5S2-+4H2O═5SO42-+8Cl-+8H+或8ClO2+5S2-+8OH-=5SO42-+8Cl-+4H2O.
点评 本题考查探究物质的组成,侧重考查物质性质、物质之间的反应,涉及氧化还原反应、离子检验、物质成分判断等知识点,明确物质性质是解本题关键,知道常见离子检验方法、实验现象等,题目难度中等.
| A. | 任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化均相同 | |
| B. | 同温同压下,H2(g)+Cl(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同 | |
| C. | 已知:①H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1=-akJ•mol-1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(I)△H2=-bkJ•mol-1,则a>b | |
| D. | 已知:①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1,②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.0kJ•mol-1,则金刚石比石墨稳定 |
| A. | 加入KSCN试液显红色的溶液中:K+、Na+、OH-、Cl- | |
| B. | 加入石蕊试液显蓝色的溶液中:K+、NH4+、NO3-、Cl- | |
| C. | 由水电离的c(H+)═1×10-14mol•L-1的溶液中:Na+、K+、Cl-、HCO3- | |
| D. | 向水中通入Cl2达到饱和的溶液中:Al3+、Cu2+、NO3-、SO42- |
| A. | 导管B连接供给氧气的钢瓶 | |
| B. | 导管B连接病人吸氧气的塑胶管 | |
| C. | 该装置可用来观察和调节输出氧气的速度 | |
| D. | 该装置可让病人吸入湿润的氧气 |