Question

某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。

实验一 制取氯酸钾和氯水：

利用下图所示的实验装置进行实验。

（1）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有________________。

（2）若对调B和C装置的位置，___________(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸钾的产率。

实验二 氯酸钾与碘化钾反应的探究：

（3）在不同条件下KClO₃可将KI氧化为I₂或KIO₃。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行)：

试管编号	1	2	3	4
0.20 mol·L^－1 KI/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3(s)/g	0.10	0.10	0.10	0.10
6.0 mol·L^－1 H2SO4/mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸馏水/mL	9.0	6.0	3.0	0
实验现象

①系列a实验的实验目的是______________________。

②设计1号试管实验的作用是_____________________。

③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为___________________。

实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量：

（4）该小组设计的实验方案为：使用如图装置，加热15.0 mL饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是_____________。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)

（5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)： _____________________。

资料：i．次氯酸会破坏酸碱指示剂；ii．次氯酸或氯气可被SO₂、H₂O₂、FeCl₂等物质还原成Cl^－。

Answer

（1）烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)（2）能(各1分)

（3）①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响

②硫酸浓度为0的对照实验 ③ClO＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O

（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测定试样含氯总量(或其他合理答案)

（5）量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，待反应完全加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀质量(或其他合理答案)

【解析】

试题分析：（1）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。根据进行该实验操作过程使用的仪器可知：在该实验操作过程需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管；

（2）Cl2与热的KOH溶液发生反应产生氯酸钾和氯化钾及水，与冷的KOH发生反应产生的在KCl、KClO和水。因此若对调B和C装置的位置，可以除去Cl2中的混有的杂质HCl气体，减少氯气溶解对反应造成的溶液显酸性的不利影响，故能提高B中氯酸钾的产率。

（3）①根据表格数据可知：KI、KClO3的物质的量不变，改变的只有硫酸的体积和水的多少，二者的和相等，及硫酸的浓度不同，而溶液的体积相同。可见该实验研究的目的就是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；

②设计1号试管实验的作用是硫酸溶液没有加入，即硫酸的浓度是0，可以进行对照实验，比较硫酸不同浓度的影响。

③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色，证明产生了I2；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。

（4）该小组设计的实验方案为：使用右图装置，加热15.0ml饱和氯水试样，测定产生气体的体积。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分解产生HCl和氧气等。

（5）由于次氯酸会破坏酸碱指示剂，因此实验设计时不用酸碱指示剂，可以利用氯水的强氧化性，向该溶液中加入足量的足量的H2O2溶液，发生氧化还原反应产生Cl-，H2O2被氧化变为O2，然后加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，发生沉淀反应形成AgCl沉淀，称量沉淀质量可根据物质的元素组成确定其中含有的氯元素的质量。

【考点定位】考查化学仪器的的使用、实验方案的设计与评价、离子方程式的书写的知识。

【名师点睛】化学是一门实验性的学科，物质的制备、混合物的分离提纯、物质的含量的测定及实验时仪器的选择使用，实验方法的设计与评价的问题，都是化学实验必不可少的。因此掌握一些基本化学基础和仪器的使用方法、实验技巧是非常必要的。混合物分离方法有过滤、蒸馏、分液、蒸发、萃取、结晶等。将溶质从溶液中分离出来，可以根据溶质在溶剂中的溶解性的不同进行。对于溶解度受温度的影响变化较大的物质，采用冷却热饱和溶液的方法即结晶的方法分离；对于溶解度受温度的影响变化较小的物质，采用蒸发溶剂的方法得到。然后使用过滤器，利用漏斗、玻璃棒、烧杯进行分离。对于实验装置的评价，可以根据对反应的影响分析，如果对调，可以除去杂质，使更多的反应物变为生成物，就可以提高反应物的转化率和产物的产率，因此了解反应原理和物质的成分是评价的依据。要根据电荷守恒、电子守恒及原子守恒进行有电子转移的离子方程式的书写，会对实验数据进行观察、分析、比较，找到他们的相同点和区别，从而得到设计各个实验及比较的目的。在进行物质含有元素的含量测定时，从物质含有的成分、可能发生的反应及对元素含量测定可能会造成哪些影响判断分析，这样才可以得到正确的结论和评价。本题较为全面的考查了考生的实验基本技能和实验知识的掌握。