题目内容

将一定量KClO3加热,使之发生部分分解,然后向反应物中加入足量的浓H2SO4,并加热,发生如下反应:KClO3+5KCl+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O。如果原KClO3A mol,第一步加热反应中分解率为a;两步反应后生成的气体的总物质的量为B mol

    (1)计算当氯元素全部转化为Cl2时,aB的值。

    (2)讨论a在不同取值范围内的B值,并与(1)中所得B值比较,确定该反应中B的最大值。

 

答案:
解析:

(1)α=B=1.75A 

(2)当α>时,KCl是过量的,B=3A(1-α)<1.75A;当α<时,是过量的,B=Aαs+=<1.75A,所以,只有当α=时,B=1.75A为最大值。

 


提示:

KClO3加热分解成KCl,KCl再与未分解的KClO3反应生成氯气。

 


练习册系列答案
相关题目
二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂,是一种黄绿色的气体,易溶于水.
Ⅰ.(1)ClO2可由KClO3在H2SO4存在的条件下与Na2SO3反应制得.则该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比是
1:2
1:2

Ⅱ.实验室也可用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料制备ClO2的流程如图1:
(2)写出电解时发生反应的化学方程式:
NH4Cl+2HCl
 电解 
.
 
3H2↑+NCl3
NH4Cl+2HCl
 电解 
.
 
3H2↑+NCl3

(3)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是
C
C
;(填序号)
A.饱和食盐水       B.碱石灰         C.浓硫酸          D.水
(4)测定ClO2(如图2)的过程如下:在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;在玻璃液封管中加入水;将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收;将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,用c mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定 (I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),共用去V mL硫代硫酸钠溶液.
①装置中玻璃液封管的作用是
用水再次吸收残余的二氧化氯气体,并使锥形瓶内外压强相等
用水再次吸收残余的二氧化氯气体,并使锥形瓶内外压强相等

②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式
2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O
2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O

③滴定终点的现象是:
溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不褪色
溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不褪色

④测得通入ClO2的质量m(ClO2)=
1.35cv×10-2g
1.35cv×10-2g
.(用含c、V的代数式表示)
(5)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO2-.2001年我国卫生部规定,饮用水的ClO2-含量应不超过0.2mg/L.若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的某还原剂,该反应的氧化产物是
Fe(OH)3
Fe(OH)3
.(填化学式).
液氯储罐中常混有NCl3,当液氯中NCl3的质量分数达到4%以上就有爆炸危险.
(1)NCl3易水解生成一种碱性气体和一种具有漂白性的物质.写出该反应的化学方程式
 

(2)为测定氯气中的NCl3含量,将一定量样品先通过足量盐酸吸收NCl3(反应为:NCl3+4HCl→NH4Cl+3Cl2),再用400mL 20.0%(ρ=1.22g/cm3)的工业NaOH溶液吸收所有的Cl2,测得吸收后NaOH溶液增重51.4g.经测定NCl3吸收管内NH4+质量为0.270g.
①上述工业NaOH溶液的物质的量浓度为
 

②计算该样品中NCl3的质量分数,并判断该样品是否安全?
(3)一般情况下,较强的氧化剂如:MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化浓盐酸时,有如下反应规律:氧化剂+浓盐酸→金属氯化物+水+氯气.实验室通常用该原理制取少量Cl2
①将214.5g Ca(ClO)2放入500mL 12.0mol/L的浓盐酸中,生成的Cl2在标准状况下的体积为39.2L.若反应前后溶液的体积保持不变,计算反应后溶液中HCl的物质的量浓度.
②漂白粉是 Ca(ClO)2、CaCl2、Ca(OH)2、H2O和CaO的混合物.漂白粉放出的氯气具有漂白作用,叫有效氯.通常用有效氯表示漂白粉的纯度.漂白粉中的有效氯含量常用滴定碘法进行测定,即在一定量的漂白粉中加入过量的KI,加H2SO4酸化,有效氯与I-作用析出等量的I2,析出的I2以淀粉指示剂立即用Na2S2O3标准溶液滴定.若测定漂白粉中有效氯时用盐酸酸化,则盐酸的浓度应小于
 
mol/L,否则测定的有效氯将
 
(选填“偏高”、“偏低”或“不变”).
实验室可用MnO2和KClO3混合加热的方法制取氧气:
2KClO3
MnO2
.
3O2↑+2KCl.
现有下列仪器或装置:
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(1)A-D装置中,用作KClO3为原料制氧气的反应装置是
 
(填序号).
(2)排水法收集氧气,接口顺序是:氧气出口→
 
 
→g→h→烧杯(填序号).
Ⅱ. KClO3分解时尚有副反应,导致收集到的气体有异味.据推测,副产物可能是O3、Cl2、ClO2中的一种或几种.资料表明:O3、Cl2、ClO2的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃,且O3、ClO2也能将KI氧化为I2.为探究副反应气体产物的成分,将KClO3分解产生的气体经干燥后通入下图装置进行实验:
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(3)若要确认副产物中含Cl2,F中应盛放
 
溶液.
(4)确定副产物中含有ClO2的现象是
 

(5)实验时若D中无现象,E中试纸变蓝,能否得出副产物含有O3的结论?
答:
 
 (填“能”或“不能”).理由是
 

Ⅲ.ClO2是饮用水消毒剂.用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)除含有ClO2外,常含有一定量对人体不利的ClO2-.为测定此饮用水中两者成分,进行如下实验:准确量取v mL水样加入到锥形瓶中,调节水样pH=8,加人足量KI晶体,发生如下反应:2ClO2+2I-═I2+2ClO2-,反应结束后产生amol I2;继续调节溶液pH=1,又发生如下反应:ClO2-+4H++4I-═2I2+Cl-+2H2O,反应结束后叉产生b mol I2
(6)饮用水中c(ClO2-)=
 
mol?L-1(用含字母的代数式表示).

(15分)氯气的实验室制法是MnO2和浓盐酸在加热条件下反应,用KMnO4、KClO3氧化浓盐酸可快速制取氯气.根据上述反应原理,有人提出能否利用Na2O2的强氧化性氧化浓盐酸得到氯气呢.某课外小组在实验室进行了探索性实验,设计了如图装置:

操作步骤及现在如下:

①组装好装置,检查装置的气密性,加入药品.

②缓慢通入一定量的N2后,将装置E连接好(导管未伸入集气瓶中),再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸,反应剧烈,产生黄绿色气体.

③一段时间后,将导管末端伸入集气瓶中收集气体.装置E中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体.

④反应结束后,关闭分液漏斗的活塞,再通入一定量的N2,至装置中气体无色.

回答下列问题:

⑴写出KClO3氧化浓盐酸制取Cl2的离子方程式                            

⑵装置B中湿润的红色布条褪色,说明A中有    (填化学式)生成,装置C中为湿润的KI-淀粉试纸,能否仅通过试纸变蓝证明上述结论,请用离子方程式说明原因   

                

⑶装置D的作用是              

⑷写出生成O2的可能的反应方程式              

⑸实验证明,Na2O2甚至能与干燥的HCl反应生成氯气,写出反应的化学方程式    

综合上述实验,请分析实验室         (填”能”或”否”)利用Na2O2与浓盐酸反应制备纯净的Cl2,理由是                    

 

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