Question

KClO₃晶体是一种常见的氧化剂，生产工艺如图所示：

请回答下列问题：

（1）CaCO₃煅烧前要粉碎的目的是____________________________。

（2）写出“氯化池”中生成Ca(ClO₃)₂的化学方程式：___________________________。该反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（3）操作a中所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯、__________。

（4）实验室制取KClO₃可通过反应：3Cl₂+6KOH5KCl+KClO₃+3H₂O，在密闭容器中向9 ℃的KOH溶液中通入少量Cl₂，此时Cl₂的氧化产物主要是________________；继续通入适量Cl₂，将溶液加热，溶液中主要离子的浓度随温度的变化如图所示，图中甲、乙、丙依次表示的离子是_________。（不考虑Cl₂的挥发）

（5）甲同学为测定制取的KClO₃样品中ClO₃⁻的含量，称取样品a g，准确配制成1000 mL溶液，从上述溶液中取出10.00 mL于锥形瓶中，准确加入30.00 mL 1.00 mol·L⁻¹ (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液（过量）。再在锥形瓶中加入100 mL蒸馏水及某种氧化还原反应指示剂，用0.200 mol·L⁻¹ K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗5.00 mL。样品中ClO₃⁻的质量分数为______________。（已知：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，ClO₃⁻可被Fe²⁺还原为Cl⁻。）

Answer

增大反应物接触面积，提高反应速率 6Ca(OH)2+6Cl2=5CaCl2+ Ca(ClO3)2+6H2O 5∶1 玻璃棒 KClO Cl−、ClO3−、ClO−

【解析】（1）CaCO3煅烧前要粉碎的目的是增大反应物接触面积，提高反应速率。（2）碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，因此“氯化池”中生成Ca(ClO3)2的化学方程式为6Ca(OH)2+6Cl2＝5CaCl2+ Ca(ClO3)2+6H2O，其中氯化钙是还原产物，Ca(ClO3)2是氧化产物，所以该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：1。（3）操作a是过滤，其中所需的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。（4）低温下氯气和氢氧化钾反应生成氯化钾、次氯酸钾和水，则此时Cl2的氧化产物主要是KClO；氯气和氢氧化钾反应一定产生氯化钾，温度大于66℃时生成氯酸钾，所以根据图像可知甲是氯化钾，乙是氯酸钾，丙是次氯酸钾，即图中甲、乙、丙依次表示的离子分别是Cl−、ClO3−、ClO−。（5）根据反应Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O可知剩余亚铁离子的物质的量是0.2mol/L×0.005L×6＝0.006mol，则与氯酸根反应的亚铁离子为1mol/L×0.03L－0.006mol＝0.024mol，ClO3−可被Fe2+还原为Cl−，根据电子得失守恒可知氯酸根的物质的量是0.024mol÷6＝0.004mol，所以样品中ClO3−的质量分数为。