Question

【題目】高氯酸鈉可以用于制備火箭推進(jìn)劑高氯酸銨。以粗鹽為原料制備高氯酸鈉晶體（NaClO4·H2O）的流程如下：

（1）“精制”中，由粗鹽(含Ca2＋、Mg2＋、SO42－等雜質(zhì))制備精制鹽水時(shí)需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等試劑。加入Na2CO3溶液的作用

（2）“電解”分2步進(jìn)行，其反應(yīng)分別為NaCl＋3H2O NaClO3＋3H2↑ NaClO3＋H2ONaClO4＋H2↑

（3）“除雜”的目的是除去少量未被電解的NaClO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ，

（4）“分離”的操作分別是加熱濃縮、 、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。（各物質(zhì)的溶解度如右圖所示）

（5）室溫下將得到的高氯酸鈉晶體加入氯化銨飽和溶液中，反應(yīng)的離子方程式為：

（6）為確定所得高氯酸鈉晶體的純度（含有少量Na2SO4雜質(zhì)），進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①準(zhǔn)確稱取3.00 g樣品加水充分溶解，所得溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶并配置成100 mL溶液。

②量取25.00 mL溶液，加入足量的KI溶液充分反應(yīng)(ClO4－被還原成Cl－)，再滴加1.000 mol·L－1 Na2S2O3溶液進(jìn)行反應(yīng)（反應(yīng)為I2＋2 Na2S2O3=2 NaI＋ Na2S4O6），恰好消耗40.00 mL Na2S2O3溶液。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中高氯酸鈉晶體純度為： （寫出計(jì)算過程，保留四位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】（1）除去Ca2+和過量的Ba2+

（3）2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4

（4）趁熱過濾（5）ClO4-+ NH4+ =NH4ClO4↓

（6）93.67%

【解析】

試題分析：（1）在粗鹽精制的操作中，加入的碳酸鈉要放在加入氯化鋇溶液之后，這樣碳酸鈉會(huì)與Ca2＋反應(yīng)生成碳酸鈣，也會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇，所以加入Na2CO3溶液的作用是除去Ca2+和過量的Ba2+ 。

（3）根據(jù)流程圖可以看出，SO2與NaClO3反應(yīng)生成ClO2和Na2SO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2=2ClO2+ Na2SO4 。

（4）根據(jù)各物質(zhì)的溶解度示意圖可知，高氯酸鈉的溶解度隨溫度的變化較大，則由溶液得到高氯酸鈉晶體（NaClO4·H2O）的操作為加熱濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等。

（5）因?yàn)槭覝叵�，高氯酸銨的溶解度較小，所以將高氯酸鈉晶體加入到氯化銨飽和溶液中生成高氯酸銨晶體，反應(yīng)的離子方程式為ClO4-+ NH4+ =NH4ClO4↓。

（6）25ml溶液中，

NaClO4·H2O ~4I2 ~ 8Na2S2O3

1 8

n (NaClO4)=5×10-3mol 4×10-2 mol

3.0g樣品中含n (NaClO4·H2O)=5×10-3mol×4=2×10-2mol

3.0g樣品中m (NaClO4·H2O)= 2×10-2mol×140.5g·mol -=2.81g

3.0g樣品中w (NaClO4·H2O)=93.67%