Question

【題目】氯酸鉀用途較廣，用于炸藥、高級(jí)安全火柴、氧化劑及火箭、導(dǎo)彈推進(jìn)劑等。工業(yè)制備氯酸鉀有以下兩種方法

方法一：電解熱的飽和食鹽水可以制得到氯酸鈉，再與一定量的氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，即可得到硫酸鉀，流程圖如下：

(1)①鹽水精制時(shí)所加四種試劑是為了除去粗鹽水中含有的_______等雜質(zhì)離子，需將粗鹽溶解后，按順序加入藥品進(jìn)行沉淀、過(guò)濾等。加入藥品的順序可以是_______________。

②加入足量純堿時(shí)，會(huì)有部分BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3。若l.0L BaSO4的懸濁液中含0.010 mol BaSO4固體，需加入_______摩爾Na2CO3才能將BaSO4完全轉(zhuǎn)化為BaCO3。 (已知/Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaCO3)=5.5×10-9)

(2)電解熱飽和NaCl溶液的離子方程式為__________。 通電開(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)過(guò)濾用到的三個(gè)玻璃儀器為________________________。

(4)過(guò)濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因：向漏斗中加液體時(shí)液面高于濾紙邊緣；______________。

(5)將得到的氯酸鈉與一定量的氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)， KCl+NaC1O3 = KC1O3+NaCl。已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如下圖所示。反應(yīng)液經(jīng)冷卻至35℃以下時(shí)可析出氯酸鉀晶體，原因是_______。在冷卻降溫析出KC1O3過(guò)程中，常伴有NaCl析出，分離出母液,將粗氯酸鉀進(jìn)行進(jìn)一步提純的方法是______________，操作步驟是蒸發(fā)濃縮、__________、過(guò)濾、洗滌、干燥，最后制得氯酸鉀成品。

方法二：用熱的石灰乳和氯氣反應(yīng)，再和氯化鉀復(fù)分解反應(yīng)制備：

(6)①C12轉(zhuǎn)化為Ca(C1O3)2的化學(xué)方程式為_______________。

②提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(C1O3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有_________________。(填一條即可）

Answer 1

【答案】 Ca2+、Mg2+、SO42- 燒堿、氯化鋇、碳酸鈉，鹽酸(可寫(xiě)化學(xué)式，合理順序即可) 0.51mol C1-+3H2OC1O3-+3H2↑ 增大 普通漏斗、玻璃棒、燒杯 玻璃棒下端靠在濾紙的單層處,導(dǎo)致濾紙破損 氯酸鉀溶解度最小，且溶解度隨溫度降低而減小 重結(jié)晶 冷卻結(jié)晶 6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(C1O3)2+5CaCl2+6H2O 適當(dāng)減緩?fù)ㄈ?/span>Cl2的速率或充分?jǐn)嚢璧?/span>

【解析】(1)①NaOH是為除去Mg2+，氯化鋇是為了除去SO42-，純堿是為了除去Ca2+和過(guò)量的Ba2+，稀鹽酸是為了除去OH-和CO32-，鹽水精制時(shí)所加四種試劑是為了除去粗鹽水中含有的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)離子；除去粗鹽中的Mg2+，使用的除雜試劑是過(guò)量的NaOH溶液；除SO42-使用的是過(guò)量的BaCl2；除Ca2+和過(guò)量的Ba2+使用的是Na2CO3，由于Na2CO3的目的是除去Ca2+和過(guò)量的Ba2+，故Na2CO3的加入必須在BaCl2之后，待沉淀完全后，過(guò)濾除去生成的沉淀，此時(shí)溶液中的雜質(zhì)離子是OH-和CO32-，故加入過(guò)量的鹽酸即可除去，加入藥品的順序可以是燒堿、氯化鋇、碳酸鈉、鹽酸或氯化鋇、燒堿、碳酸鈉、鹽酸或、氯化鋇、碳酸鈉、燒堿、鹽酸；

②溶液中SO42-的濃度為0.01mol/L，根據(jù)CO32-+BaSO4=BaCO3+SO42-當(dāng)開(kāi)始有BaCO3沉淀時(shí)，K===0.02，則c（CO32-）=0.5 mol/L，此時(shí)溶液中Na2CO3的物質(zhì)的量為0.5 mol/L×1L=0.5mol，轉(zhuǎn)化的BaSO4為0.01mol，再需要0.5mol+0.01mol=0.51molNa2CO3才能將BaSO4完全轉(zhuǎn)化為BaCO3；

(2)電解熱飽和NaCl溶液生成氯酸鈉和氫氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為C1-+3H2OC1O3-+3H2↑； 通電開(kāi)始后，陰極水電離的H+失電子被氧化為H2，促進(jìn)水的電離，產(chǎn)生大量OH-，則陰極附近溶液pH會(huì)增大；

(3)過(guò)濾操作需要用到的三個(gè)玻璃儀器為普通漏斗、玻璃棒、燒杯；

(4)操作操作過(guò)程中如果向漏斗中加液體時(shí)液面高于濾紙邊緣、玻璃棒下端靠在濾紙的單層處,導(dǎo)致濾紙破損等原因，會(huì)造成濾液仍然渾濁；

(5)因35℃以下氯酸鉀溶解度最小，且溶解度隨溫度降低而減小，將反應(yīng)液冷卻至35℃以下時(shí)可析出氯酸鉀晶體；因?yàn)镹aCl的溶解度隨溫度變化不明顯，混有NaCl的氯酸鉀樣品可通過(guò)重結(jié)晶進(jìn)一步提純，具體操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，最后制得氯酸鉀成品；

方法二：用熱的石灰乳和氯氣反應(yīng)，再和氯化鉀復(fù)分解反應(yīng)制備：

(6)①C12與熱的石灰乳反應(yīng)生成Ca(C1O3)2和CaCl2，根據(jù)電子守恒和原子守恒，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(C1O3)2+5CaCl2+6H2O ；

②反應(yīng)過(guò)程中可以通過(guò)適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2的速率或充分?jǐn)嚢璧却胧┨岣逤l2轉(zhuǎn)化為Ca(C1O3)2的轉(zhuǎn)化率。