Question

2．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I  制取氯酸钾和氯水利用如图所示的实验装置进行实验．
（1）盛放浓盐酸的实验仪器名称是分液漏斗．
（2）A中发生反应的化学方程式是MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）B中生成氯酸钾的离子反应方程式是3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$ClO₃^-+5Cl^-+3H₂O．
（4）若对调B和C装置的位置，能（填“能”或“不能”）提高B中氯酸钾的产率，原因是水把Cl₂中的HCl除去，减少KOH的损失，可提高KClO₃的产率．
实验II  测定圆底烧瓶中反应残余液中盐酸的浓度
圆底烧瓶中所发生的反应会因盐酸浓度下降而停止．为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：
甲方案：采用酸碱中和滴定法测定．
乙方案：与足量Zn反应，测量生成的H₂体积．
继而进行下列实验：
①进行甲方案实验：准确量取冷却后的残余清液，稀释一定的倍数后作为试样．
a．量取试样20.00ml，用0.10mol•L^-1NaOH标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗标准溶液24.00ml，则该次滴定所测的试样中盐酸浓度为0.12mol•L^-1；
b．重复滴定三次后获得实验结果．
②进行乙方案实验：装置如图所示（夹持器具已略去）．
（i）使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将锌粒转移到残余清液中，否则会造成实验结果偏低．
（ii）反应完毕，读取H₂的体积，读数时应注意：a．冷却至室温b．调整量气管与漏斗内液面相平c．视线与凹液面最低处相切．

Answer 1

分析 实验Ⅰ（1）A装置为实验室制取氯气装置，利用浓盐酸和二氧化锰反应，为控制反应速率，通常使用分液漏斗盛放浓盐酸；
（2）装置A的圆底烧瓶内浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气、二氯化锰和水，根据质量守恒和电子守恒可写出此反应的化学方程式；
（3）A中生成的氯气在装置B中与KOH浓溶液在加热条件下反应生成氯酸钾、氯化钾和水，根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出此反应的离子方程式；
（4）若对调B和C装置的位置，C中盐酸抑制氯气的溶解，B中氯气与KOH加热生成氯酸钾；
实验Ⅱ中甲方案是利用酸碱中和原理测定装置A中剩余盐酸的物质的量浓度，而乙方案是根据剩余盐酸与Zn作用生成的氢气的体积，结合物质的量在化学方程式计算中的应用，计算盐酸的浓度，其实验的关键是要准确氢气的体积，并控制温度与室温相同；
①根据酸碱中和原理，n（NaOH）=n（HCl），利用消耗的标准NaOH溶液计算盐酸的浓度；
②（i）如果使右侧的残余清液转移到左侧与足量锌粉反应，则右侧会有附着液不能完全转移到左侧，会造成测量结果偏低；
（ii）读取氢气体积时要调整U形装置液面，保证气体的压强与外界压强相等，另外确保视线与凹液面最低处相切．

解答 解：实验Ⅰ（1）盛放浓盐酸的装置为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）装置A中浓盐酸和二氧化锰在加热条件反应的化学方程式是MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）装置B中与KOH浓溶液在加热条件下发生反应的离子方程式为3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$ClO₃^-+5Cl^-+3H₂O，故答案为：3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$ClO₃^-+5Cl^-+3H₂O；
（4）若对调B和C装置的位置，混合气体的HCl会被吸收，避免HCl与KOH的中和反应，能提高氯酸钾的产率，故答案为：能；水把Cl₂中的HCl除去，减少KOH的损失，可提高KClO₃的产率；
实验Ⅱ中甲方案是利用酸碱中和原理测定装置A中剩余盐酸的物质的量浓度，而乙方案是根据剩余盐酸与Zn作用生成的氢气的体积，结合物质的量在化学方程式计算中的应用，计算盐酸的浓度，其实验的关键是要准确氢气的体积，并控制温度与室温相同；
①量取试样20.00ml，用0.10mol•L^-1NaOH标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗标准溶液24.00ml，根据n（NaOH）=n（HCl）可知0.10mol•L^-1×24.00ml×10^-3L/mL=C（HCl）×20.00ml×10^-3L/mL，解得C（HCl）=0.12mol•L^-1，故答案为：0.12mol•L^-1；
②（i）使左侧的锌粉转移到右侧残余清液反应，避免残余清液中的盐酸与锌粉完全反应，造成测量结果偏低，故答案为：锌粒；残余清液；
（ii）读取氢气体积时首先需冷却至室温，然后要调整调整量气管与漏斗内液面相平，并确保视线与凹液面最低处相切，故答案为：调整量气管与漏斗内液面相平．

点评 本题考查性质实验和含量测定实验，为高频考点，把握实验原理、实验技能及离子检验等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．