Question

4．氯酸鉀（KC1O₃）和亞氯酸鉀（KClO₂）可以相互轉化，KClO₂在堿性環(huán)境中能穩(wěn)定存在，生產(chǎn)KClO₂的主要流程如圖所示．
（1）KC1O₂可用于消毒、漂白，是由于其具有強氧化性．
（2）Ⅱ中反應生成氣體a為O₂，1mol雙氧水反應轉移電子為2mol
（3）A的化學式是H₂SO₄，裝置Ⅲ中發(fā)生電化學反應方程式為2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2H₂↑+O₂↑；pH降低的一端為陽極 （填“陰極”或“陽極”）．
（4）C1O₂可以用KClO₃與草酸在強酸條件下制備，其反應離子方程式為2ClO₃^-+H₂C₂O₄+2H⁺=2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O；列舉該反應的副產(chǎn)物在農(nóng)業(yè)上的應用：副產(chǎn)物鉀鹽可作為農(nóng)業(yè)上的鉀肥、在農(nóng)業(yè)上可以通過在大棚中增加CO₂的含量來提高植物的光合作用；
（5）取31.95g KC1O₂試樣配成溶液，其與足量FeSO₄溶液反應；消耗Fe²⁺的物質(zhì)的量為1.2mol，KClO₂變質(zhì)可分解為KC1O₃和KCl，取等質(zhì)量變質(zhì)后的KC1O₂試樣配成溶液，再與足量FeSO₄溶液反應時，消耗Fe²⁺的物質(zhì)的量相同（填“相同”、“不相同”或“無法判斷”）．

Answer 1

分析 由流程圖可知，Ⅲ是離子隔膜電解池，電解硫酸鉀溶液本質(zhì)是電解水，氣體a與溶液A在同一電極得到，KOH與氣體b在另外電極得到，故A為硫酸，a為氧氣，b為氫氣，I中KClO₃、K₂SO₃、硫酸反應生成C1O₂、K₂SO₄溶液，反應離子方程式為：2H⁺+SO₃^2-+2ClO₃^-=2C1O₂+SO₄^2-+H₂O，Ⅱ中C1O₂與過氧化氫在堿性條件下反應生成KClO₂和氧氣．
（1）KC1O₂可用于消毒、漂白，是由于其具有強氧化性；
（2）由上述分析可知，Ⅱ中發(fā)生反應：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O，過氧化氫全部起還原劑作用，結合O元素化合價變化計算轉移電子；
（3）電解硫酸鉀溶液本質(zhì)是電解水生成氫氣與氧氣，由于有離子隔膜，在生成氧氣的一端，同時得到硫酸；
（4）C1O₂可以用KClO₃與草酸在強酸條件下制備，Cl元素化合價降低，而C元素被氧化為二氧化碳，還有鉀鹽生成，副產(chǎn)物鉀鹽可作為農(nóng)業(yè)上的鉀肥，在農(nóng)業(yè)上可以通過在大棚中增加CO₂的含量來提高植物的光合作用；
（5）KC1O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，KC1O₂被還有為Cl^-，計算31.95g KC1O₂的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉移守恒計算消耗Fe²⁺的物質(zhì)的量，
變質(zhì)發(fā)生反應：3KClO₂=2KClO₃+KCl，3molKClO₂變質(zhì)得到2mol KClO₃，與足量FeSO₄溶液反應時，KClO₂、KClO₃均被Fe²⁺還原為Cl^-，計算3molKClO₂、2mol KClO₃反應獲得電子數(shù)目．

解答 解：由流程圖可知，Ⅲ是離子隔膜電解池，電解硫酸鉀溶液本質(zhì)是電解水，氣體a與溶液A在同一電極得到，KOH與氣體b在另外電極得到，故A為硫酸，a為氧氣，b為氫氣，I中KClO₃、K₂SO₃、硫酸反應生成C1O₂、K₂SO₄溶液，反應離子方程式為：2H⁺+SO₃^2-+2ClO₃^-=2C1O₂+SO₄^2-+H₂O，Ⅱ中C1O₂與過氧化氫在堿性條件下反應生成KClO₂和氧氣．
（1）KC1O₂可用于消毒、漂白，是由于其具有強氧化性，
故答案為：強氧化；
（2）Ⅱ中反應生成氣體a為O₂，Ⅱ中發(fā)生反應：2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂↑+2H₂O，1mol雙氧水反應生成1mol氧氣，過氧化氫全部起還原劑作用，轉移電子為2mol，
故答案為：O₂；2mol；
（3）由上述分析可知，A的化學式是H₂SO₄，電解硫酸鉀溶液本質(zhì)是電解水生成氫氣與氧氣，電解總反應式為：2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2H₂↑+O₂↑，由于有離子隔膜，在生成氧氣的一端，同時得到硫酸，則陽極的pH降低，
故答案為：H₂SO₄；2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 2H₂↑+O₂↑；陽極；
（4）C1O₂可以用KClO₃與草酸在強酸條件下制備，Cl元素化合價降低，而C元素被氧化為二氧化碳，反應離子方程式為：2ClO₃^-+H₂C₂O₄+2H⁺=2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O，還有鉀鹽生成，副產(chǎn)物鉀鹽可作為農(nóng)業(yè)上的鉀肥，在農(nóng)業(yè)上可以通過在大棚中增加CO₂的含量來提高植物的光合作用，
故答案為：2ClO₃^-+H₂C₂O₄+2H⁺=2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O；副產(chǎn)物鉀鹽可作為農(nóng)業(yè)上的鉀肥；在農(nóng)業(yè)上可以通過在大棚中增加CO₂的含量來提高植物的光合作用；
（5）KC1O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，KC1O₂被還有為Cl^-，31.95g KC1O₂的物質(zhì)的量為$\frac{31.95g}{106.5g/mol}$=0.3mol，根據(jù)電子轉移守恒，消耗Fe²⁺的物質(zhì)的量為$\frac{0.3mol×4}{1}$=1.2mol，
變質(zhì)發(fā)生反應：3KClO₂=2KClO₃+KCl，3molKClO₂變質(zhì)得到2mol KClO₃，與足量FeSO₄溶液反應時，KClO₂、KClO₃均被Fe²⁺還原為Cl^-，3molKClO₂反應獲得電子為3mol×4=12mol，2mol KClO₃反應獲得電子為2mol×6=12mol，故消耗Fe²⁺物質(zhì)的量相同，
故答案為：1.2mol；相同．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗，關鍵是對工藝流程的理解，較好的考查學生分析解決問題的能力、獲取信息能力與知識遷移運用能力，（5）中注意氧化還原反應計算中電子轉移守恒的應用，難度中等．