Question

13．實驗室制備氯酸鉀、次氯酸鈉和氯水的裝置如圖1所示．

（1）制備KClO₃需在70℃～80℃進行，寫出制備KClO₃的離子方程式3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．若有少量MnO₂進入試管B，則會生成K₂MnO₄，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl₂+4KOH+MnO₂=K₂MnO₄+2KCl+2H₂O．
（2）制備NaClO需在0℃～5℃進行，實驗中宜采取的措施是將裝置C放在冰水浴中．溫度過高還會生成NaClO₃，當n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a時，該反應(yīng)中n（Cl₂）：n（NaOH）=1：2．
（3）制取氯酸鹽和次氯酸鹽條件的差異是堿溶液（或反應(yīng)物）的濃度不同，反應(yīng)溫度不同．
（4）KClO₃、KCl的溶解度曲線如圖2所示．反應(yīng)結(jié)束后，從裝置B中獲得氯酸鉀晶體的實驗方案是冷卻結(jié)晶，過濾洗滌．

Answer 1

分析 （1）氯氣通入氫氧化鉀溶液在70℃～80℃發(fā)生反應(yīng)生成氯酸鉀、氯化鉀和水；若有少量MnO₂進入試管B，則會生成K₂MnO₄，依據(jù)氧化還原反應(yīng)分析可知二氧化錳做氧化劑在堿性溶液中氧化氯氣生成氯化鉀，結(jié)合原子守恒配平書寫化學(xué)方程式；
（2）制備NaClO需在0℃～5℃進行，溫度控制可以用冰水混合物，溫度過高還會生成NaClO₃，當n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a時，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計算；
（3）實驗過程分析氯氣和30%氫氧化鉀溶液反應(yīng)在70℃～80℃發(fā)生反應(yīng)生成氯酸鉀、氯化鉀和水，在0℃～5℃氯氣和8%KOH溶液反應(yīng)生成氯化鉀、次氯酸鉀和水；
（4）溶解度圖象分析可知同一溫度下，KCl溶解度比KClO₃大．

解答 解：（1）氯氣通入氫氧化鉀溶液在70℃～80℃發(fā)生反應(yīng)生成氯酸鉀、氯化鉀和水，反應(yīng)的離子方程式為：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O，若有少量MnO₂進入試管B，則會生成K₂MnO₄，依據(jù)氧化還原反應(yīng)分析可知二氧化錳做氧化劑在堿性溶液中氧化氯氣生成氯化鉀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl₂+4KOH+MnO₂=K₂MnO₄+2KCl+2H₂O，
故答案為：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O；Cl₂+4KOH+MnO₂=K₂MnO₄+2KCl+2H₂O；
（2）制備NaClO需在0℃～5℃進行，實驗中宜采取的措施是將裝置C放在冰水浴中，溫度過高還會生成NaClO₃，當n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a時，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒：（3a+1）Cl₂+（6a+2）KOH=aKClO₃+KClO+（5a+1）KCl+（3a+1）H₂O），該反應(yīng)中n（Cl₂）：n（NaOH）=1：2，
故答案為：將裝置C放在冰水浴中；1：2；
（3）實驗過程分析氯氣和30%氫氧化鉀溶液反應(yīng)在70℃～80℃發(fā)生反應(yīng)生成氯酸鉀、氯化鉀和水，在0℃～5℃氯氣和8%KOH溶液反應(yīng)生成氯化鉀、次氯酸鉀和水，溫度不同、堿溶液濃度不同，生成產(chǎn)物不同，
故答案為：堿溶液（或反應(yīng)物）的濃度不同，反應(yīng)溫度不同；
（4）KClO₃、KCl的溶解度曲線分析可知同一溫度下，KCl溶解度比KClO₃大，反應(yīng)結(jié)束后，從裝置B中獲得氯酸鉀晶體的實驗方案是冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，
故答案為；冷卻結(jié)晶，過濾洗滌．

點評 本題考查了氯元素的化合物制備，反應(yīng)物濃度不同，反應(yīng)溫度不同得到反應(yīng)產(chǎn)物不同、化學(xué)方程式書寫和氧化還原反應(yīng)電子守恒等，注意氯氣和堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷，題目難度中等．