Question

【題目】某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。

實驗一 制取氯酸鉀和氯水

利用右圖所示的實驗裝置進行實驗。

（1）制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶、過濾、洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有______。

（2）若對調B和C裝置的位置，_____(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸鉀的產率。

實驗二 氯酸鉀與碘化鉀反應的探究

（3）在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3 。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產物的影響，其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行)：

①系列a實驗的實驗目的是_______。

②設計1號試管實驗的作用是___________。

③若2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產物唯一，還原產物為KCl，則此反應的離子方程式為_________________。

實驗三 測定飽和氯水中氯元素的總量

（4）該小組設計的實驗方案為：使用右圖裝置，加熱15.0ml飽和氯水試樣，測定產生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是_____。(不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因)

（5）根據下列資料，為該小組設計一個可行的實驗方案(不必描述操

作過程的細節)：______

資料：i.次氯酸會破壞酸堿指示劑；

ii.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2、FeCl2等物質還原成Cl-。

Answer 1

【答案】（15分）（1）燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可)；（2）能；

（3）①研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響；

②硫酸濃度為0的對照實驗；

③ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案)。

（5）量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質量(或其他合理答案)。

【解析】（1）制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶、過濾、洗滌。根據進行該實驗操作過程使用的儀器可知：在該實驗操作過程需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管；（2）Cl2與熱的KOH溶液發生反應產生氯酸鉀和氯化鉀及水，與冷的KOH發生反應產生的在KCl、KClO和水。因此若對調B和C裝置的位置，可以除去Cl2中的混有的雜質HCl氣體，減少氯氣溶解對反應造成的溶液顯酸性的不利影響，故能提高B中氯酸鉀的產率。（3）①根據表格數據可知：KI、KClO3的物質的量不變，改變的只有硫酸的體積和水的多少，二者的和相等，及硫酸的濃度不同，而溶液的體積相同。可見該實驗研究的目的就是研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響；②設計1號試管實驗的作用是硫酸溶液沒有加入，即硫酸的濃度是0，可以進行對照實驗，比較硫酸不同濃度的影響。③若2號試管實驗現象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色，證明產生了I2；假設氧化產物唯一，還原產物為KCl，根據氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應的離子方程式為ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。（4）該小組設計的實驗方案為：使用右圖裝置，加熱15.0ml飽和氯水試樣，測定產生氣體的體積。此方案不可行，主要原因是在溶液中存在Cl2的重新溶解及HClO分解產生HCl和氧氣等。（5）由于次氯酸會破壞酸堿指示劑，因此實驗設計時不用酸堿指示劑，可以利用氯水的強氧化性，向該溶液中加入足量的足量的H2O2溶液，發生氧化還原反應產生Cl-，H2O2被氧化變為O2，然后加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，發生沉淀反應形成AgCl沉淀，稱量沉淀質量可根據物質的元素組成確定其中含有的氯元素的質量。