Question

10．Ⅰ．高錳酸鉀在實(shí)驗(yàn)室和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途，實(shí)驗(yàn)室以二氧化錳為主要原料制備高錳酸鉀．其部分流程如下：

（1）第①步加熱熔融應(yīng)在鐵坩堝中進(jìn)行，而不用瓷坩堝的原因是SiO₂+2KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$K₂SiO₃+H₂O（用化學(xué)程式表示）．
（2）第④步通入CO₂，發(fā)生反應(yīng)生成MnO₄^-和MnO₂和碳酸鹽，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3MnO₄^2-+2CO₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-2-
（3）第⑥步加熱濃縮至液面有細(xì)小晶體析出時(shí)，停止加熱，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，干燥過(guò)程中，溫度不宜過(guò)高，其原因是2KMnO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用化學(xué)方程式表示）．
（4）H₂O₂和KMnO₄都是常用的強(qiáng)氧化劑，若向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液，則酸性高錳酸鉀溶液會(huì)褪色，寫出該反應(yīng)的離子方程式：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
Ⅱ．某小組設(shè)計(jì)如圖所示的裝置圖（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究SO₂和Cl₂的性質(zhì)．

（5）若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是否相同？相同．
（6）若裝置B中裝有5.0mL 1.0mol•L^-1碘水，當(dāng)通入足量Cl₂完全反應(yīng)后，共轉(zhuǎn)移了5×10^-2mol電子，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃．
（7）若由元素S和O組成-2價(jià)酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比為4：3；當(dāng)Cl₂與含X的溶液完全反應(yīng)后，得澄清溶液，取少量該溶液加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生．寫出Cl₂與含X的溶液反應(yīng)的離子方程式4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）熔融固體需要用鐵坩堝熔融，瓷坩堝原料含有SiO₂，能和堿反應(yīng)，高溫下與KOH發(fā)生反應(yīng)；
（2）由題意可知，KOH、KClO₃、MnO₂共熔制得綠色K₂MnO₄，CO₂使MnO₄^2-發(fā)生歧化反應(yīng)，生成MnO₄^-和MnO₂；
（3）KMnO₄在加熱的條件下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)；
（4）向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液．則酸性高錳酸鉀溶液會(huì)褪色說(shuō)明高錳酸鉀做氧化劑氧化過(guò)氧化氫為氧氣，依據(jù)電子守恒和原子守恒分析配平書寫離子方程式；依據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于反應(yīng)中其他物質(zhì)分析判斷；
（5）根據(jù)SO₂和Cl₂的化學(xué)性質(zhì)分析反應(yīng)現(xiàn)象，從而判斷反應(yīng)現(xiàn)象是否相同；
（6）設(shè)碘元素在氧化產(chǎn)物中的化合價(jià)為a，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得：a=+5，所以碘單質(zhì)被氧化為HIO₃，據(jù)此書寫方程式；
（7）先根據(jù)X中元素的質(zhì)量之比求出原子個(gè)數(shù)之比，再根據(jù)題中反應(yīng)現(xiàn)象判斷該反應(yīng)生成的離子，由氧化還原反應(yīng)寫出離子方程式．

解答 解：（1）熔融固體需要用鐵坩堝熔融，瓷坩堝原料含有SiO₂，在高溫下，瓷坩堝可以和KOH發(fā)生反應(yīng)SiO₂+2KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$K₂SiO₃+H₂O，腐蝕瓷坩堝，故不能使用瓷坩堝，而使用鐵坩堝，故答案為：鐵坩堝；SiO₂+2KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$K₂SiO₃+H₂O；
（2）由題意可知，KOH、KClO₃、MnO₂共熔制得綠色K₂MnO₄，根據(jù)氧化還原反應(yīng)可知，還生成KCl，由元素守恒可知，還會(huì)生成H₂O，反應(yīng)方程式為KClO₃+3MnO₂+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$KCl+3K₂MnO₄+3H₂O，相應(yīng)的離子方程式為
3MnO₄^2-+2CO₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-，故答案為：3MnO₄^2-+2CO₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2MnO₄^-+MnO₂↓+2CO₃^2-；
（3）第⑥步加熱濃縮至液面有細(xì)小晶體析出時(shí)，停止加熱，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥，KMnO₄在溫度過(guò)高的條件下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，故在加熱、濃縮、烘干的過(guò)程中溫度不宜過(guò)高，
故答案為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（4）向H₂O₂溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液．則酸性高錳酸鉀溶液會(huì)褪色說(shuō)明高錳酸鉀做氧化劑氧化過(guò)氧化氫為氧氣，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，故答案為：2MnO₄^-+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；
（6）二氧化硫能和有色物質(zhì)反應(yīng)生成無(wú)色物質(zhì)，所以二氧化硫有漂白性；氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，能使有色物質(zhì)褪色，所以若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現(xiàn)象相同，都使品紅褪色，
故答案為：相同；
（7）若裝置B中裝有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，當(dāng)通入足量Cl₂完全反應(yīng)后，轉(zhuǎn)移的電子為5.0×10^-5mol，令碘元素在氧化產(chǎn)物中的化合價(jià)為a，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘單質(zhì)被氧化為HIO₃，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（8）若由元素S和O組成-2價(jià)酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比為4：3，所以X中S和O的原子個(gè)數(shù)比為$\frac{4}{32}$，所以該離子為S₂O₃ ^2-；氯氣有強(qiáng)氧化性，能和硫代硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)題意知，該反應(yīng)中有硫酸根離子生成，所以氯氣中氯元素得電子生成氯離子，所以該反應(yīng)的離子方程式為：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，故答案為：4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、物質(zhì)推斷、氧化還原反應(yīng)、工藝條件的控制等，題目難度中等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息進(jìn)行解決問(wèn)題的能力．