Question

火柴頭上通常含有氯酸鉀、二氧化錳、硫等物質．某研究性學習小組進行火柴頭中有關物質的實驗探究．

（1）檢驗火柴頭中含有硫將兩根火柴放在如圖甲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，讓火柴燃燒產生的氣體通過稀品紅溶液，觀察到品紅溶液褪色．
①燃燒產生的氣體中一定含有

 

．
②可用于替代試管中品紅溶液的試劑有

 

（填標號）．
A．稀高錳酸鉀酸性溶液     B．飽和石灰水        
C．稀溴水                       D．燒堿溶液
③某同學提出用圖乙所示方法進行實驗更為簡便．他的操作是：
i．當圖乙中所示火柴頭燃燒完時，立即移出火柴；
ii．

 

．
（2）證明火柴中的氯元素是以氯酸鉀的形式存在，而不是以氯化鉀的形式存在，請完成下列操作：
①取3～4根火柴，摘下火柴頭，浸入水中，片刻后，取少量溶液于試管中，加入少量的硝酸銀溶液，沒有白色沉淀生成；
②再往上述溶液中加入稀硝酸和NaNO₂溶液，觀察到有白色沉淀生成．反應的離子方程式是

 

；
③將燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，片刻后取少量溶液于試管中，滴加AgNO₃和稀硝酸，可觀察到白色沉淀產生，說明將燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，會有

 

物質被浸出，說明火柴頭燃燒時其中含有的

 

轉化為該物質．
（3）測定火柴頭中KClO₃的含量主要實驗步驟如下：
（i）刮取火柴頭，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溶液和稀硝酸，攪拌，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反應中NaNO₂、AgNO₃均需要過量的原因是

 

；
②實驗測得火柴頭中KClO₃的質量分數為

 

；
③如果第ii步中未洗滌沉淀殘渣，測得KC1O₃的質量分數將

 

（填“偏大”、“偏小”、或“無影響”，下同）；如果第Ⅲ步中未洗滌AgCl沉淀，測得KClO₃的質量分數將

 

．

Answer 1

分析：（1）①火柴頭上通常含有氯酸鉀、二氧化錳、硫，燃燒產生的氣體中一定含二氧化硫；
②檢驗二氧化硫氣體，利用二氧化硫的還原性可以和溴水發生加成反應使溴水褪色，二氧化硫和高錳酸鉀溶液反應，溶液紫紅色褪去；飽和石灰水和燒堿溶液吸收二氧化硫但無現象；
③分析裝置圖操作判斷需要的操作；
（2）②加入硝酸銀溶液無沉淀生成，說明不是KCl，加入稀硝酸和NaNO₂溶液，觀察到有白色沉淀生成說明亞硝酸根離子被氯酸根離子氧化為硝酸根離子，氯酸根離子被還原為氯離子和陰離子結合生成白色沉淀；
③依據氯離子的性質分析，結合火柴頭成分和燃燒發生的反應判斷燃燒過程中生成了氯化鉀；
（3）①NaNO₂、AgNO₃均需要過量是為了把氯酸根離子中的氯元素全部還原為氯離子和銀離子沉淀；
②依據氯元素守恒計算；
③未洗滌沉淀殘渣溶液中氯酸根離子損耗結構偏小；未洗滌氯化銀沉淀，測定的氯元素增多，測定結果偏大．

解答：解：（1）①火柴頭上通常含有氯酸鉀、二氧化錳、硫，其中硫燃燒生成二氧化硫氣體，燃燒產生的氣體中一定含二氧化硫，故答案為：二氧化硫；
②檢驗二氧化硫氣體，利用二氧化硫的還原性可以和溴水發生加成反應使溴水褪色，二氧化硫和高錳酸鉀溶液反應，溶液紫紅色褪去；飽和石灰水和燒堿溶液吸收二氧化硫但無現象，
故答案為：AC；
③分析裝置圖操作判斷需要的操作，火柴頭燃燒生成二氧化硫氣體，所以迅速將甲燒杯扣在乙燒杯上，充分震蕩乙燒杯，觀察品紅試液是否褪色判斷生成二氧化硫氣體，若品紅褪色說明生成二氧化硫氣體，
故答案為：迅速將甲燒杯扣在乙燒杯上，充分震蕩乙燒杯；
（2）②加入硝酸銀溶液無沉淀生成，說明不是KCl，加入稀硝酸和NaNO₂溶液，觀察到有白色沉淀生成說明亞硝酸根離子被氯酸根離子氧化為硝酸根離子，氯酸根離子被還原為氯離子和陰離子結合生成白色沉淀，反應的離子方程式為：ClO₃^-+3NO₂^-+Ag⁺=AgCl↓+3NO₃^-，
故答案為：ClO₃^-+3NO₂^-+Ag⁺=AgCl↓+3NO₃^-；
③將燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，片刻后取少量溶液于試管中，滴加AgNO₃和稀硝酸，可觀察到白色沉淀產生，說明將燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，溶出氯化鉀，含有氯離子，依據氯離子的性質分析，結合火柴頭成分和燃燒發生的反應判斷燃燒過程中生成了氯化鉀是說明火柴頭燃燒時其中含有的KClO₃轉化為KCl，
故答案為：KCl；KClO₃；
（3）①NaNO₂、AgNO₃均需要過量是為了把氯酸根離子中的氯元素全部還原為氯離子和銀離子沉淀，使測定的結果更準確，
故答案為：確保KClO₃中氯元素全部轉化為AgCl沉淀；
②依據氯元素守恒計算，沉淀物為AgC，稱得其質量為1.435g，物質的量=

1.435g

143.5g/mol

=0.01mol，KClO₃物質的量為0.01mol，刮取火柴頭，小心研碎，稱得質量為2.45g實驗測得火柴頭中KClO₃的質量分數=

0.01mol×122.5g/mol

2.45g

×100%=50%，
故答案為：50%；
③未洗滌沉淀殘渣溶液中氯酸根離子損耗，測定結果偏小；未洗滌氯化銀沉淀，測定的招來增大，計算得到氯元素物質的量增多，測定結果偏大，
故答案為：偏小；偏大．

點評：本題考查了物質成分和性質的實驗探究方法和實驗設計，反應現象和物質性質是解題關鍵，掌握基礎，分析題干信息解決問題，題目難度中等．