Question

10．Ⅰ．高錳酸鉀在實驗室和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途，實驗室以二氧化錳為主要原料制備高錳酸鉀．其部分流程如下：

（1）第①步加熱熔融應(yīng)在鐵坩堝中進行，而不用瓷坩堝的原因是SiO₂+2KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$K₂SiO₃+H₂O（用化學(xué)程式表示）．
（2）第④步通入CO₂，發(fā)生反應(yīng)生成MnO₄^-和MnO₂和碳酸鹽，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3MnO₄^2-+2CO₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-2-
（3）第⑥步加熱濃縮至液面有細小晶體析出時，停止加熱，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，干燥過程中，溫度不宜過高，其原因是2KMnO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用化學(xué)方程式表示）．
（4）H₂O₂和KMnO₄都是常用的強氧化劑，若向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液，則酸性高錳酸鉀溶液會褪色，寫出該反應(yīng)的離子方程式：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
Ⅱ．某小組設(shè)計如圖所示的裝置圖（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究SO₂和Cl₂的性質(zhì)．

（5）若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是否相同？相同．
（6）若裝置B中裝有5.0mL 1.0mol•L^-1碘水，當通入足量Cl₂完全反應(yīng)后，共轉(zhuǎn)移了5×10^-2mol電子，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃．
（7）若由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比為4：3；當Cl₂與含X的溶液完全反應(yīng)后，得澄清溶液，取少量該溶液加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生．寫出Cl₂與含X的溶液反應(yīng)的離子方程式4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）熔融固體需要用鐵坩堝熔融，瓷坩堝原料含有SiO₂，能和堿反應(yīng)，高溫下與KOH發(fā)生反應(yīng)；
（2）由題意可知，KOH、KClO₃、MnO₂共熔制得綠色K₂MnO₄，CO₂使MnO₄^2-發(fā)生歧化反應(yīng)，生成MnO₄^-和MnO₂；
（3）KMnO₄在加熱的條件下會發(fā)生分解反應(yīng)；
（4）向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液．則酸性高錳酸鉀溶液會褪色說明高錳酸鉀做氧化劑氧化過氧化氫為氧氣，依據(jù)電子守恒和原子守恒分析配平書寫離子方程式；依據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于反應(yīng)中其他物質(zhì)分析判斷；
（5）根據(jù)SO₂和Cl₂的化學(xué)性質(zhì)分析反應(yīng)現(xiàn)象，從而判斷反應(yīng)現(xiàn)象是否相同；
（6）設(shè)碘元素在氧化產(chǎn)物中的化合價為a，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得：a=+5，所以碘單質(zhì)被氧化為HIO₃，據(jù)此書寫方程式；
（7）先根據(jù)X中元素的質(zhì)量之比求出原子個數(shù)之比，再根據(jù)題中反應(yīng)現(xiàn)象判斷該反應(yīng)生成的離子，由氧化還原反應(yīng)寫出離子方程式．

解答 解：（1）熔融固體需要用鐵坩堝熔融，瓷坩堝原料含有SiO₂，在高溫下，瓷坩堝可以和KOH發(fā)生反應(yīng)SiO₂+2KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$K₂SiO₃+H₂O，腐蝕瓷坩堝，故不能使用瓷坩堝，而使用鐵坩堝，故答案為：鐵坩堝；SiO₂+2KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$K₂SiO₃+H₂O；
（2）由題意可知，KOH、KClO₃、MnO₂共熔制得綠色K₂MnO₄，根據(jù)氧化還原反應(yīng)可知，還生成KCl，由元素守恒可知，還會生成H₂O，反應(yīng)方程式為KClO₃+3MnO₂+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$KCl+3K₂MnO₄+3H₂O，相應(yīng)的離子方程式為
3MnO₄^2-+2CO₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-，故答案為：3MnO₄^2-+2CO₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-；
（3）第⑥步加熱濃縮至液面有細小晶體析出時，停止加熱，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥，KMnO₄在溫度過高的條件下會發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，故在加熱、濃縮、烘干的過程中溫度不宜過高，
故答案為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（4）向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液．則酸性高錳酸鉀溶液會褪色說明高錳酸鉀做氧化劑氧化過氧化氫為氧氣，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，故答案為：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；
（6）二氧化硫能和有色物質(zhì)反應(yīng)生成無色物質(zhì)，所以二氧化硫有漂白性；氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有強氧化性，能使有色物質(zhì)褪色，所以若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現(xiàn)象相同，都使品紅褪色，
故答案為：相同；
（7）若裝置B中裝有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，當通入足量Cl₂完全反應(yīng)后，轉(zhuǎn)移的電子為5.0×10^-5mol，令碘元素在氧化產(chǎn)物中的化合價為a，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘單質(zhì)被氧化為HIO₃，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（8）若由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比為4：3，所以X中S和O的原子個數(shù)比為$\frac{4}{32}$，所以該離子為S₂O₃ ^2-；氯氣有強氧化性，能和硫代硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)題意知，該反應(yīng)中有硫酸根離子生成，所以氯氣中氯元素得電子生成氯離子，所以該反應(yīng)的離子方程式為：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，故答案為：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

點評 本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、物質(zhì)推斷、氧化還原反應(yīng)、工藝條件的控制等，題目難度中等，是對所學(xué)知識的綜合運用與能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識、信息進行解決問題的能力．