Question

【題目】鋼鐵分析中常用高氯酸(HClO4)溶解礦樣，某研究性學習小組欲制取少量高氯酸。該學習小組查閱到：

a．HClO4濃度高于60%時遇含碳化合物易爆炸，濃度低于60%時比較穩(wěn)定;

b．NaClO4與濃硫酸反應可制得高氯酸，若采用真空蒸餾可得純高氯酸;

c．NaClO3在673K(400℃) 分解產(chǎn)生NaClO4、NaCl和一種氣體。

該小組同學設計實驗分三步制備高氯酸：

（一）制氯氣并使制得的氯氣與氫氧化納溶液反應制氯酸納;

（二）氯酸鈉分解制高氯酸鈉;

（三）高氯酸納與濃硫酸反應制高氯酸[2NaClO4+H2SO4(濃)Na2SO4+2HClO4]。

（1）制取氯酸鈉的裝置連接順序為A,___________

（2）B 裝置中發(fā)生反應的離子方程式為__________________________。

（3）為了制備高氯酸鈉并推出氯酸鈉分解制高氯酸鈉的化學方程式，該小組設計了兩組裝置(甲，乙)如下：

該小組經(jīng)過分析決定選用甲裝置制備高氯酸鈉，取NaClO3樣品2.13 g,加熱充分反應后集氣瓶中收集到224 mL (標準狀況下)氣體，則該反應的化學方程式為_________________________；不選用乙裝置的原因可能為______________________。

（4）用丙裝置制備高氯酸，向燒瓶中加入高氯酸鈉，然后加入濃硫酸后，加熱可制取高氯酸。實驗開始前，膠塞及導管接口需要包錫箔紙，其原因是___________，儀器E的名稱為___________。該組同學發(fā)現(xiàn)操作中少加入一種物質(zhì)，該物質(zhì)的名稱為___________。發(fā)現(xiàn)后的正確操作為_________________。

（5）工業(yè)上大量制備NaClO4常用高電流密度電解NaClO3的方法，試寫出以惰性電極電解時的陽極反應式：_______________________________________________。

Answer 1

【答案】 C,B,D 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O 2 NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑ 乙裝置不能快速判斷氯酸鈉是否完全反應且反應后氣體無法收集 橡膠中含有“碳”，若生成的高氯酸濃度高時遇膠塞及導管極有可能會爆炸 錐形瓶 碎瓷片(或沸石) 停止實驗，冷卻后加入碎瓷片(或沸石)再繼續(xù)進行實驗 ClO3--2e+H2O=ClO4-+2H+

【解析】（1）. 裝置A制取的氯氣通過裝置C除去氯化氫雜質(zhì)，在裝置B中，氯氣與氫氧化鈉溶液反應制得氯酸鈉，用D吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境，所以制取氯酸鈉的裝置連接順序為A，C，B，D，故答案為：C，B，D；

（2）.在B 裝置中，氯氣和氫氧化鈉溶液在加熱的條件下發(fā)生反應，生成氯化鈉、氯酸鈉和水，反應的離子方程式為：3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O，故答案為：3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O；

（3）. 用甲裝置制備高氯酸鈉，2.13gNaClO3樣品的物質(zhì)的量為0.02mol，224mL(標準狀況下)氣體的物質(zhì)的量為0.01mol，則該反應的化學方程式為2NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑；因乙裝置不能快速判斷氯酸鈉是否完全反應且反應后氣體無法收集，所以不選用乙裝置，故答案為：2NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑；乙裝置不能快速判斷氯酸鈉是否完全反應且反應后氣體無法收集；

（4）. 實驗開始前，膠塞及導管接口需要包錫箔紙，其原因是橡膠中含有“碳”，若生成的高氯酸濃度高時遇膠塞及導管極有可能會爆炸；儀器E的名稱為錐形瓶；該組同學發(fā)現(xiàn)操作中少加入一種物質(zhì)，該物質(zhì)的名稱為碎瓷片（或沸石），發(fā)現(xiàn)后的正確操作為停止實驗，冷卻后加入碎瓷片（或沸石）再繼續(xù)進行實驗，故答案為：橡膠中含有“碳”，若生成的高氯酸濃度高時遇膠塞及導管極有可能會爆炸；錐形瓶；碎瓷片(或沸石)；停止實驗，冷卻后加入碎瓷片(或沸石)再繼續(xù)進行實驗；

（5）.工業(yè)上大量制備NaClO4常用高電流密度電解NaClO3的方法，以惰性電極電解時，陽極發(fā)生氧化反應，則陽極反應式為：ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+，故答案為：ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+。