Question

工厂化验员检验某含有KBrO₃、KBr及惰性物的样品。化验员称取了该固体样品1.000 g，加水溶解后配成100 mL溶液X。

Ⅰ. 取25.00 mL溶液X，加入稀硫酸，然后用Na₂SO₃将BrO还原为Br^－；

Ⅱ. 去除过量的SO后调至中性；

Ⅲ. 加入K₂CrO₄作指示剂，用0.100 0 mol·L^－1AgNO₃标准溶液滴定Br^－至终点，消耗    AgNO₃标准溶液11.25 mL；

Ⅳ. 另取25.00 mL溶液X，酸化后加热，再用碱液调至中性，测定过剩Br^－，消耗上述AgNO₃标准溶液3.75  mL。

已知：①25 ℃时，Ag₂CrO₄(砖红色)的K_sp＝1.12×10^－12，AgBr(浅黄色)的K_sp＝5.0×

10^－15；

②Ⅳ中酸化时发生反应：BrO＋5Br^－＋6H^＋=== 3Br₂＋3H₂O

请回答：

（1）步骤Ⅰ中，反应的离子方程式为________________________________。

（2）步骤Ⅲ中，滴定终点的现象为_____________________________________________。 

（3）步骤Ⅳ中，加热的目的是________________________。

（4）计算试样中KBrO₃质量分数。(写出计算过程，结果保留3位有效数字)_______________

Answer

3SO32-＋BrO3-===Br－＋3SO42- 当滴入最后一滴AgNO3溶液时，产生砖红色沉淀 除去溶解在溶液中的Br2(或使Br2挥发) w(KBrO3)＝ 8.35% 第一次所取25.00 mL溶液中：n(Br－)总＝n(AgBr)＝0.100 0 mol·L－1×11.25×10－3 L＝1.125×10－3 mol所以，n(BrO)＋n(Br－)＝n(Br－)总＝1.125×10－3 mol (1分)第二次所取25.00 mL溶液，加酸反应后：n(Br－)余＝0.100 0mol·L－1× 3.75×10－3L＝3.75×10－4 mol 由步骤Ⅳ可知：BrO～5Br－所以，n(BrO)＝×[n(Br－)总－n(Br－)余]＝×(1.125×10－3 mol－3.75×10－4 mol)＝1.25×10－4 mol由1 g样品配成100 mL溶液，且每次实验取的是25 mL所以，w(KBrO3)＝×100%＝8.35%

【解析】

(1) 步骤Ⅰ中，“加入稀硫酸，然后用Na2SO3将BrO还原为Br－”，SO32-是还原剂，其氧化产物是SO42-，BrO3-是氧化剂，还原产物是Br-，再根据化合价升降守恒和元素守恒配平其离子方程式。

(2) 步骤Ⅲ中，待测溶液中的Br-与标准溶液反应：Ag++Br-=AgBr↓生成浅黄色沉淀，当Br-耗尽，再多一滴AgNO3标准溶液即发生2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓，产生砖红色沉淀，即表示达到滴定终点。

(3) 步骤Ⅳ中，酸化时使KBrO3与KBr反应：BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O，再测定剩余的Br-，而溶液中溶解的Br2会干扰Br-的测定，通过加热让Br2挥发而除去。

(4)由步骤III消耗AgNO3标准溶液11.25mL可计算25.00mL溶液X中KBrO3和KBr中溴元素总物质的量；由反应式BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O可知，其中BrO3-与参加反应的Br-的物质的量之比为1:5，再由步骤IV的数据计算25.00mL溶液X中KBrO3的物质的量。

(1) 步骤Ⅰ中，“加入稀硫酸，然后用Na2SO3将BrO还原为Br－”，SO32-是还原剂，其氧化产物是SO42-，BrO3-是氧化剂，还原产物是Br-，根据化合价升降守恒和元素守恒配平，其反应的离子方程式为：3SO32-＋BrO3-===Br－＋3SO42-。

(2)步骤Ⅲ中，待测溶液中的Br-与标准溶液反应：Ag++Br-=AgBr↓，生成浅黄色沉淀，当Br-耗尽，再多一滴AgNO3标准溶液即发生2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓，产生砖红色沉淀，即表示达到滴定终点。滴定终点的现象为：当滴入最后一滴AgNO3溶液时，产生砖红色沉淀。

(3) 步骤Ⅳ中，酸化时使KBrO3与KBr反应：BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O，再测定剩余的Br-，而溶液中溶解的Br2会干扰Br-的测定，通过加热让Br2挥发而除去。所以加热的目的是除去溶解在溶液中的Br2(或使Br2挥发)。

(4)根据反应方程式Ag++Br-=AgBr↓，25.00mL溶液X中KBrO3和KBr中的溴元素总物质的量=n(Br－)总=n(AgNO3)=0.100 0 mol·L－1×11.25×10－3 L＝1.125×10－3 mol，即n(BrO)＋n(Br－)＝n(Br－)总＝1.125×10－3 mol。由步骤IV可知，第二次取25.00mL样品溶液加酸反应完全后剩余Br-的物质的量n(Br－)余＝0.100 0mol·L－1× 3.75×10－3L＝3.75×10－4 mol。由反应方程式BrO＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O可知，其中BrO3-与参加反应的Br-的物质的量之比为1:5，所以25.00mL溶液X中含BrO3-的物质的量n(BrO)＝×[n(Br－)总－n(Br－)余]＝×(1.125×10－3 mol－3.75×10－4 mol)＝1.25×10－4 mol。由1 g样品配成100 mL溶液，且每次实验取的是25 mL，所以试样中KBrO3的质量分数w(KBrO3)＝×100%＝8.35%。