Question

以NaCl等为原料制备KClO₄的过程如下：

①在无隔膜、微酸性条件下，发生反应：NaCl+H₂ONaClO₃+H₂↑(未配平)

②在NaClO₃溶液中加入KCl发生复分解反应，降温结晶，得KClO₃。

③一定条件下反应：4KClO₃3KClO₄+KCl，将产物分离得到KClO₄。

（1）电解时，产生质量为2.13g NaClO₃，同时得到H₂的体积为        L(标准状况)。

（2）向NaClO₃溶液中加入KCl能得到KClO₃的原因是         。

（3）该过程制得的KClO₄样品中含少量KCl杂质，为测定产品纯度进行如下实验：

准确称取5.689g样品溶于水中，配成250mL溶液，从中取出25.00mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使ClO₄^-全部转化为Cl^-(反应为：3 KClO₄ +C₆H₁₂O₆ ═ 6 H₂O + 6 CO₂↑ + 3 KCl)，加入少量K₂CrO₄溶液作指示剂，用0.20mol/L AgNO₃溶液进行滴定至终点，消耗AgNO₃溶液体积21.00mL。滴定达到终点时，产生砖红色Ag₂CrO₄沉淀。

  ① 已知： K_sp(AgCl)＝1.8×10^－10，K_sp(Ag₂CrO₄)＝1.1×10^－12，若c(CrO₄^2－)＝1.1×10^-4mol/L，则此时c(Cl^－)＝          mol/L。

② 计算KClO₄样品的纯度(请写出计算过程。)        

Answer

（1）1.344

（2）低温时，KClO3溶解度小，从溶液中结晶析出(2分，其它合理也可以得分)

（3）①1.8×10-6

②n(AgNO3)＝0.2000 mol·L－1 ×0.021L＝0.0042 mol (1分)

n(KCl)总＝n(AgNO3)＝0.0042 mol

n(KClO4)+ n(KCl)＝0.0042 mol (1分)

n(KClO4) ×138.5 g·mol－1+ n(KCl) ×74.5 g·mol－1＝0.56890g(1分)

n(KClO4)＝0.0040 mol(1分)

m(KClO4)＝0.004 mol×138.5 g·mol－1＝0.554g(1分)

0.554g÷0.56890g×100%＝97.38%(1分)

【解析】

试题分析：①在无隔膜、微酸性条件下，发生反应：NaCl+H2ONaClO3+H2↑(未配平)

②在NaClO3溶液中加入KCl发生复分解反应，降温结晶，得KClO3。

③一定条件下反应：4KClO33KClO4+KCl，将产物分离得到KClO4。

（1）电解时，产生质量为2.13g NaClO3，其物质的量为=0.02mol，根据电子守恒生成氢气的物质的量为0.02mol×6÷2=0.06mol，则H2的体积为0.06mol×22.4L/mol=1.344L；

（2）低温时，KClO3溶解度小，向NaClO3溶液中加入KCl可析出KClO3晶体。

（3）① Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrO42－)＝1.1×10－12，当c(CrO42－)＝1.1×10-4mol/L时c(Ag+)=1.0×10-4mol/L，c(Cl－)=Ksp(AgCl)÷c(Ag+)=1.8×10-6mol/L；

②n(AgNO3)＝0.2000 mol·L－1 ×0.021L＝0.0042 mol，n(KCl)总＝n(AgNO3)＝0.0042 mol

n(KClO4)+ n(KCl)含＝0.0042 mol ，n(KClO4) ×138.5 g·mol－1+ n(KCl)含×74.5 g·mol－1＝0.56890g，

n(KClO4)＝0.0040 mol，m(KClO4)＝0.004 mol×138.5 g·mol－1＝0.554g，

0.554g÷0.56890g×100%＝97.38%；

考点：化学计算，涉及化学反应原理的分析、溶度积常数的应用、混合物纯度计算及中和滴定原理等。