Question

【題目】高氯酸銨(NH4ClO4)可用作火箭推進劑等。制備NH4ClO4的工藝流程如下：

(1)電解NaClO3溶液時，ClO3-在____極發(fā)生反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為____。

(2)“除雜”有兩種方案。

①方案1：加入鹽酸和H2O2溶液，NaClO3轉(zhuǎn)化為ClO2，化學(xué)方程式為______。

方案2：加入氨水和FeCl24H2O，NaClO3轉(zhuǎn)化為Cl-，離子方程式為____，如果FeCl24H2O過量會出現(xiàn)黑色磁性沉淀，該沉淀可能是______。(填化學(xué)式)

②比較氧化性：ClO3-_____ClO4-(填“>”或“<”)。

③兩種方案相比，方案1的優(yōu)點是____。(答一條即可)

(3)“反應(yīng)”時用NaClO4和NH4Cl在90℃制備NH4ClO4。如果用濃鹽酸和液氨代替NH4Cl，則無需加熱，原因是____。

(4)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_________。(填化學(xué)式)

Answer 1

【答案】陽 ClO3-+H2O-2e- =ClO4-+2H+ 2NaClO3+2HCl+H2O2=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+O2↑ 6Fe2++ClO3-+3H2O+12NH3H2O=6Fe(OH)3↓+Cl-+12NH4+ Fe3O4 操作步驟簡單(或過量的H2O2易除去等合理答案) 濃鹽酸和液氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng) NaCl

【解析】

(1)氯酸根離子化合價為+5價升高到高氯酸根離子的+7價，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極反應(yīng)；

(2)①雙氧水把氯酸鈉還原為二氧化氯；氨水、亞鐵離子、氯酸根離子反應(yīng)生成氯離子、氫氧化鐵沉淀、銨根離子；如果FeCl24H2O過量會出現(xiàn)黑色磁性沉淀四氧化三鐵；

②根據(jù)以上分析，氯酸根離子氧化性大于高氯酸根離子；

③方案1的優(yōu)點是操作步驟簡單；

(3)濃鹽酸和液氨為放熱反應(yīng)；

(4)根據(jù)流程判斷。

(1)氯酸根離子化合價為+5價升高到高氯酸根離子的+7價，發(fā)生氧化反應(yīng)，在陽極發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式為：ClO3-+H2O-2e- =ClO4-+2H+；

(2)①雙氧水把氯酸鈉還原為二氧化氯，方程式為：2NaClO3+2HCl+H2O2=2ClO2↑+2NaCl +2H2O+O2↑；氨水、亞鐵離子、氯酸根離子反應(yīng)生成氯離子、氫氧化鐵沉淀、銨根離子，離子方程式為：6Fe2++ClO3-+3H2O+12NH3H2O=6Fe(OH)3↓+Cl-+12NH4+；如果FeCl24H2O過量會出現(xiàn)黑色磁性沉淀，該沉淀可能是四氧化三鐵；

②根據(jù)以上分析，氯酸根離子氧化性大于高氯酸根離子；

③兩種方案相比，方案1的優(yōu)點是操作步驟簡單(或過量的H2O2易除去等合理答案)；

(3)由于濃鹽酸和液氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)無需加熱；

(4)根據(jù)流程可知，該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是氯化鈉。