Question

【題目】以電石渣[主要成分Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如圖。

查閱資料：在75℃左右，氯化步驟中氯氣轉(zhuǎn)化成Ca(ClO3)2時發(fā)生一系列的反應(yīng)，其中Cl2與Ca(OH)2反應(yīng)的總化學(xué)方程式可表示為：

6 Ca(OH)2 + 6 Cl2 ＝ Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + aH2O

（1）氯化前，先將電石渣粉碎的目的是___________。

（2）氯化步驟中所得產(chǎn)物氯酸鈣Ca(ClO3)2中Cl的化合價為_______________價，a數(shù)值為___________。

（3）操作X為______________。轉(zhuǎn)化步驟中Ca(ClO3)2與KCl反應(yīng)生成KClO3的化學(xué)方程式為_____________。（相關(guān)物質(zhì)的溶解度見下圖）

物質(zhì)	Ca(ClO3)2	CaCl2	KClO3	KCl
T℃時溶解度/g	209.0	74.5	7.3	34.2

（4）對濾渣M的成分進行探究

【提出問題】濾渣M中除了電石渣原有的不溶性雜質(zhì)外，還含有什么物質(zhì)？

【猜想假設(shè)】①CaCO3； ②Ca(OH)2； ③___________。

【實驗驗證】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
步驟1：取少量濾渣M加入盛水的小燒杯中，攪拌，靜置后先加入_______；	觀察到___________現(xiàn)象	猜想①不正確
步驟2：向小燒杯中繼續(xù)加入足量的稀鹽酸	觀察到___________現(xiàn)象	猜想③正確

Answer 1

【答案】 增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更快更充分 +5 6 過濾 Ca(ClO3) 2+2KCl CaCl2+2KClO3↓ Ca(OH) 2和CaCO3 加入酚酞（或CuSO4溶液、FeCl3溶液） 變紅（或產(chǎn)生藍色沉淀、紅褐色沉淀）（合理即可） 有氣泡產(chǎn)生

【解析】電石渣含有Ca(OH)2，加入水打漿，通入氯氣，可生成Ca(ClO)2，Ca(ClO)2進一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2，過濾后在濾液中加入KCl轉(zhuǎn)化生成KClO3，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得晶體KClO3；

(1)將電石渣粉碎可以增大反應(yīng)物與水的接觸面積，使反應(yīng)更快更充分；

(2)氯酸鈣Ca(ClO3)2中Ca元素化合價為+2價，氧元素化合價為-2價，根據(jù)化合物中各元素正負化合價的代數(shù)和為0，計算出Cl的化合價為+5價，化學(xué)反應(yīng)前后原子種類和數(shù)目均不發(fā)生改變，根據(jù)氫原子守恒可知6×2=a×2，則a=6；

(3)操作的目的為除去溶液中不溶性的雜質(zhì)，應(yīng)為過濾；根據(jù)KClO3、CaCl2、Ca(ClO3)2、KCl四種物質(zhì)的溶解度，Ca(ClO3)2與KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成KClO3的化學(xué)方程式為Ca(ClO3) 2+2KCl=CaCl2+2KClO3↓；

(4)【猜想假設(shè)】①CaCO3； ②Ca(OH)2； ③CaCO3和Ca(OH)2的混合物；

【實驗驗證】

步驟1：取少量濾渣M加入盛水的小燒杯中，攪拌，靜置后先滴加酚酞，溶液變紅，說明溶液顯堿性，濾渣中一定含有Ca(OH)2，則猜想①不正確；

步驟2：向小燒杯中繼續(xù)加入足量的稀鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，說明有碳酸鈣存在，則濾渣中有Ca(OH)2和碳酸鈣，故猜想③正確。