Question

13．实验室制备氯酸钾、次氯酸钠和氯水的装置如图1所示．

（1）制备KClO₃需在70℃～80℃进行，写出制备KClO₃的离子方程式3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．若有少量MnO₂进入试管B，则会生成K₂MnO₄，此反应的化学方程式是Cl₂+4KOH+MnO₂=K₂MnO₄+2KCl+2H₂O．
（2）制备NaClO需在0℃～5℃进行，实验中宜采取的措施是将装置C放在冰水浴中．温度过高还会生成NaClO₃，当n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a时，该反应中n（Cl₂）：n（NaOH）=1：2．
（3）制取氯酸盐和次氯酸盐条件的差异是碱溶液（或反应物）的浓度不同，反应温度不同．
（4）KClO₃、KCl的溶解度曲线如图2所示．反应结束后，从装置B中获得氯酸钾晶体的实验方案是冷却结晶，过滤洗涤．

Answer 1

分析 （1）氯气通入氢氧化钾溶液在70℃～80℃发生反应生成氯酸钾、氯化钾和水；若有少量MnO₂进入试管B，则会生成K₂MnO₄，依据氧化还原反应分析可知二氧化锰做氧化剂在碱性溶液中氧化氯气生成氯化钾，结合原子守恒配平书写化学方程式；
（2）制备NaClO需在0℃～5℃进行，温度控制可以用冰水混合物，温度过高还会生成NaClO₃，当n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a时，依据氧化还原反应电子守恒计算；
（3）实验过程分析氯气和30%氢氧化钾溶液反应在70℃～80℃发生反应生成氯酸钾、氯化钾和水，在0℃～5℃氯气和8%KOH溶液反应生成氯化钾、次氯酸钾和水；
（4）溶解度图象分析可知同一温度下，KCl溶解度比KClO₃大．

解答 解：（1）氯气通入氢氧化钾溶液在70℃～80℃发生反应生成氯酸钾、氯化钾和水，反应的离子方程式为：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O，若有少量MnO₂进入试管B，则会生成K₂MnO₄，依据氧化还原反应分析可知二氧化锰做氧化剂在碱性溶液中氧化氯气生成氯化钾，反应的化学方程式为：Cl₂+4KOH+MnO₂=K₂MnO₄+2KCl+2H₂O，
故答案为：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O；Cl₂+4KOH+MnO₂=K₂MnO₄+2KCl+2H₂O；
（2）制备NaClO需在0℃～5℃进行，实验中宜采取的措施是将装置C放在冰水浴中，温度过高还会生成NaClO₃，当n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a时，依据氧化还原反应电子守恒：（3a+1）Cl₂+（6a+2）KOH=aKClO₃+KClO+（5a+1）KCl+（3a+1）H₂O），该反应中n（Cl₂）：n（NaOH）=1：2，
故答案为：将装置C放在冰水浴中；1：2；
（3）实验过程分析氯气和30%氢氧化钾溶液反应在70℃～80℃发生反应生成氯酸钾、氯化钾和水，在0℃～5℃氯气和8%KOH溶液反应生成氯化钾、次氯酸钾和水，温度不同、碱溶液浓度不同，生成产物不同，
故答案为：碱溶液（或反应物）的浓度不同，反应温度不同；
（4）KClO₃、KCl的溶解度曲线分析可知同一温度下，KCl溶解度比KClO₃大，反应结束后，从装置B中获得氯酸钾晶体的实验方案是冷却结晶，过滤洗涤，
故答案为；冷却结晶，过滤洗涤．

点评 本题考查了氯元素的化合物制备，反应物浓度不同，反应温度不同得到反应产物不同、化学方程式书写和氧化还原反应电子守恒等，注意氯气和碱溶液反应产物的判断，题目难度中等．