Question

9．日常生活用的火柴頭上含有KClO₃、MnO₂、S等化學物質，某興趣小組為檢驗其中某些成分，設計了如圖1實驗流程圖：


請回答以下問題：
（1）寫出步驟①中發(fā)生反應的化學方程式2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑、S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂．
（2）為驗證氣體A，按圖2所示進行實驗：將兩根火柴放在如圖2所示實驗裝置中漏斗下面，用一根燃著的火柴點燃它，慢慢拉動注射器活塞抽氣，讓火柴燃燒產(chǎn)生的氣體通過酸性高錳酸鉀溶液，①若能觀察到酸性高錳酸鉀溶液溶液（紫紅色）褪色的現(xiàn)象，即可證明火柴頭上含有S元素．
②可用于替代試管中酸性高錳酸鉀溶液的試劑有AC （填標號）
A．品紅溶液    B．飽和石灰水    C．稀溴水    D．燒堿溶液
（3）要證明火柴頭中含有Cl元素的后續(xù)實驗步驟是取濾液C，加入AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素．
（4）有學生提出檢驗火柴頭上KClO₃的另一套實驗方案，主要實驗步驟如下：
ⅰ刮取沒有燃燒的火柴頭，小心研碎，稱得質量為2.45g；
ⅱ用適量蒸餾水充分浸泡后過濾、洗滌殘渣；
ⅲ往裝有濾液和洗滌液的燒杯中加入過量的NaNO₂溶液、AgNO₃溶液，
有白色沉淀生成，充分反應后，過濾、洗滌沉淀；
ⅳ干燥沉淀物，稱得其質量為1.435g．
①實驗中發(fā)生的有關的離子反應方程式為ClO₃^-+3NO₂^-=Cl^-+3NO₃^-和Cl^-+Ag⁺=AgCl↓．
②實驗測得火柴頭中KClO₃的質量分數(shù)為50%．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)火柴頭上含有KClO₃、MnO₂、S物質的性質分析判斷，氯酸鉀在二氧化錳做催化劑作用分解生成氯化鉀和氧氣，硫單質燃燒和氧氣反應生成二氧化硫氣體；
（2）①利用燃燒可能生成二氧化硫氣體，結合二氧化硫具有還原性，可以還原高錳酸鉀溶液使溶液褪色證明；
②能夠與二氧化硫出現(xiàn)明顯反應現(xiàn)象的試劑即可，如溴水、品紅溶液等；
（3）氯離子和酸性硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；
（4）①涉及的反應有：氯酸根離子與亞硝酸根離子反應生成氯離子和硝酸根離子，氯離子與銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
②根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出氯化銀的物質的量，然后依據(jù)氯元素守恒計算測得的火柴頭中KClO₃的質量分數(shù)．

解答 解：（1）反應①中的反應為：氯酸鉀在二氧化錳做催化劑作用分解生成氯化鉀和氧氣，硫單質燃燒和氧氣反應生成二氧化硫氣體，反應的化學方程式分別為：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑、S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂，
故答案為：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑；S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂；
（2）①火柴頭上含有KClO₃、MnO₂、S，硫反應生成二氧化硫，通入高錳酸鉀溶液中會反應氧化還原反應，高錳酸鉀溶液褪色；故KMnO₄溶液（紫紅色）褪色，
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液溶液（紫紅色）褪色；
②書寫高錳酸鉀溶液用于檢驗二氧化硫，也可以用品紅溶液或溴水代替酸性高錳酸鉀，所以AC正確，
故答案為：AC；
（3）氯離子能夠還與硝酸酸化的硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以檢驗方法為：取濾液C，加入HNO₃和AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素，
故答案為：取濾液C，加入AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素（回答加入酸化的AgNO₃溶液或用HNO₃酸化的AgNO₃溶液均可）；
（4）①實驗過程中涉及的離子反應為：ClO₃^-+3NO₂^-=Cl^-+3NO₃^-、Cl^-+Ag⁺=AgCl↓，
故答案為：ClO₃^-+3NO₂^-=Cl^-+3NO₃^-和Cl^-+Ag⁺=AgCl↓；
 ②依據(jù)氯元素守恒計算，沉淀物為AgCl，稱得其質量為1.435g，則氯化銀的物質的量為：$\frac{1.435g}{143.5g/mol}$=0.01mol，根據(jù)氯元素守恒可知KClO₃物質的量為0.01mol，
則該火柴頭中KClO₃的質量分數(shù)為：$\frac{0.01mol×122.5g/mol}{2.45g}$×100%=50%，
故答案為：50%．

點評 本題考查了探究物質組成、測量物質含量的方法及性質實驗方案的設計，題目難度中等，明確發(fā)生反應的現(xiàn)象及常見物質性質是解題關鍵，試題充分考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．