Question

食品安全是社會關注的熱點。市場上已檢測出一些礦泉水中含有高濃度的致癌物“溴酸鹽”，而這個“行業秘密”在人們的眼皮底下被隱藏了10多年。實驗室中制備“溴酸鹽”過程如下：

根據上述轉化關系回答下列問題：

（1）反應①的化學方程式為______________________________。

（2）已知反應②是復分解反應，該反應的化學方程式為_____________________________。

（3）已知在酸性條件下溴酸鹽可發生如下離子反應：

Ⅰ.2BrO3-＋10Cl－＋12H＋=5Cl2↑＋Br2＋6H2O

Ⅱ.6BrO3-＋5Cl－＋6H＋=5ClO3-＋3Br2＋3H2O

Ⅲ.BrO3-＋5Br－＋6H＋=3Br2＋3H2O

①上述反應所涉及的粒子中，氧化性最強的是________。

②在KCl和KBr的酸性混合溶液中，加入過量的KBrO3，其氧化產物為________，還原產物為________。

③將12 mL 0.4 mol·L－1 KBrO3溶液和10 mL 0.6 mol·L－1 KCl溶液在稀H2SO4中混合，充分反應后，產物KClO3和Cl2的物質的量之比為________。

 

Answer 1

（1）6MgO＋Br2＋5Cl2=Mg（BrO3）2＋5MgCl2

（2）Mg（BrO3）2＋2KCl=MgCl2↓＋2KBrO3

（3）①BrO3-　②KClO3、Br2　Br2　③3∶1

【解析】分析實驗過程，由于反應②中只加入KCl，不會發生氧化還原反應，反推知反應①中必生成BrO3-，由此得反應①中的化學方程式為6MgO＋Br2＋5Cl2=Mg（BrO3）2＋5MgCl2，第一次過濾掉的濾渣是MgO。經過反應②又過濾，那原因是什么呢？考慮到加入KCl發生的是復分解反應，反應發生的原因顯然是利用MgCl2溶解度小的特點，反應的化學方程式為Mg（BrO3）2＋2KCl=MgCl2↓＋2KBrO3，第二次過濾掉的濾渣是MgCl2，然后進行系列實驗操作即可得KBrO3晶體。（3）在三個反應中BrO3-均作氧化劑，所以氧化性其最強。對比反應Ⅰ和Ⅱ，可知KBrO3過量時，Cl－被氧化成ClO3-，還原產物為Br2，反應Ⅲ中Br2既是氧化產物也是還原產物。③由題可知KBrO3的物質的量為4.8×10－3 mol，KCl的物質的量為6×10－3 mol，兩者物質的量之比為4∶5。設參加反應Ⅰ的KBrO3的物質的量為x，則參加反應Ⅱ的KBrO3的物質的量為

（4－x），由Cl－守恒得：5x＋（4－x）＝5，得x＝，反應Ⅰ生成的氯氣為1，反應Ⅱ生成的KClO3為3。