Question

实验室可用MnO₂和KClO₃混合加热的方法制取氧气：2KClO₃2KCl＋3O₂↑
I．现有下列仪器或装置：

（1）A－D装置中，用作KClO₃为原料制氧气的反应装置是＿＿＿＿(填序号)。
（2）排水法收集氧气，接口顺序是：氧气出口→___→___→g→h→烧杯(填序号)。
Ⅱ．KClO₃分解时尚有副反应，导致收集到的气体有异味。据推测，副产物可能是O₃、Cl₂、ClO₂中的一种或几种。资料表明：O₃、Cl₂、ClO₂的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃，且O₃、ClO₂也能将KI氧化为I₂。为探究副反应气体产物的成分，将KClO₃分解产生的气体经干燥后通入如右装置进行实验：
 
（3）若要确认副产物中含Cl₂，F中应盛放_____溶液。
（4）确定副产物中含有ClO₂的现象是_________________。
（5）实验时若D中无现象，E中试纸变蓝，能否得出副产物含有臭氧的结论?
答：_____ (填“能”或“不能”)。理由是________________________________。
Ⅲ．ClO₂是饮用水消毒剂。用ClO₂处理过的饮用水(pH为5.5～6.5)除含有ClO₂外，常含有一定量对人体不利的ClO₂^-。为测定此饮用水中两者成分，进行如下实验：准确量取v mL水样加入到锥形瓶中，调节水样pH＝8，加人足量KI晶体，发生如下反应：2ClO₂+2I^- ＝I₂+2ClO₂^-，反应结束后产生amolI₂；继续调节溶液pH＝1，又发生如下反应：ClO₂^-+4H⁺+4I^- ＝2I₂+Cl^-+2H₂O，反应结束后叉产生bmolI₂。
（6）饮用水中c(ClO₂^-)＝_____________mol·L^{- 1}(用含字母的代数式表示)。

Answer 1

（1）A（2分）
（2）f 、e（2分）
（3）AgNO₃溶液（2分，其他合理答案也可）
（4）C装置试管中有液体生成（3分）
（5）不能（1分）    Cl₂也可以氧化KI产生I₂（2分）
（6） （3分）

解析试题分析：I．（1）氯酸钾制取氧气属于固体与固体加热，因此主要仪器大试管，且试管口要低于试管底，属于A－D装置中，用作KClO₃为原料制氧气的反应装置是A。
（2）排水法收集氧气时应该是长口进、短口出，所以接口顺序是：氧气出口→f→e→g→h→烧杯。
Ⅱ．（3）由于臭氧和氯气均能将KI氧化为I₂，所以要检验氯气不能利用氯气的氧化性。由于氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，所以可以通过检验氯离子的来检验氯气，因此若要确认副产物中含Cl₂，F中应盛放硝酸银溶液。
（4）O₃、Cl₂、ClO₂的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃，所以通过冰水混合物时ClO₂显变为变为液体。因此确定副产物中含有ClO₂的现象是C装置试管中有液体生成。
（5）由于Cl₂也可以氧化KI产生I₂，且干燥的氯气不能氧化碘化钾，所以实验时若D中无现象，E中试纸变蓝，不能得出副产物含有臭氧的结论。
Ⅲ．（6）根据反应式2ClO₂+2I^- ＝I₂+2ClO₂^-可知，产生amolI₂的同时必然生成2amolClO₂^-。在反应ClO₂^-+4H⁺+4I^- ＝2I₂+Cl^-+2H₂O中产生bmolI₂，则参加反应的ClO₂^-的物质的量是0.5bmol，所以原溶液中ClO₂^-的物质的量是0.5bmol－2amol，因此饮用水中c(ClO₂^-)＝mol·L^{- 1}。
考点：考查氧气制备、收集、物质检验以及物质含量测定的实验方案设计与评价