Question

【題目】高氯酸鉀是一種白色粉末，可用作發煙劑、引火劑、氧化劑和化學分析試劑，醫藥工業用作解熱和利尿等藥劑。用PbO2來制備KClO4的工業流程如下：

（1）如圖過濾裝置中有兩處明顯錯誤，一處是未用玻璃棒引流，另一處是__。

（2）寫出NaClO3與PbO2反應的離子方程式_______________

（3）工業上可以利用濾液Ⅰ與KNO3發生反應制備KClO4的原因是______________

（4）用電解法也可以制備KClO4，在無隔膜、微酸性條件下，電解食鹽水得到NaClO3溶液，再通過一系列轉化和操作得到產品。

I．寫出電解食鹽水陽極電極反應式：______________________________

II．該過程制得的KClO4樣品中含少量KCl雜質，為測定產品純度進行如下實驗：準確稱取5.7635 g樣品溶于水中，配成250 mL溶液，從中取出25.00 mL于錐形瓶中，加入適量葡萄糖，加熱使ClO4－全部轉化為Cl－，反應為：

3KClO4＋C6H12O6＝6H2O＋6CO2↑＋3KCl，加入少量K2CrO4溶液作指示劑，用0.20mol·L－1AgNO3溶液滴定至終點，消耗AgNO3溶液體積21.50 mL。滴定達到終點時，產生磚紅色Ag2CrO4沉淀。

①已知：Ksp(AgCl)＝1.8×l0－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.1×10－12，若終點時c(Cl－)＝1.8×10－6 mol·L－1，則此時c(CrO42－)=______________mol·L－1。

②KClO4樣品的純度為______________。（精確到0.01％）

Answer 1

【答案】漏斗的下尖端沒有緊靠接受的燒杯 PbO2+ClO3- +2H+ =Pb2++ClO4- +H2O KClO4的溶解度較小 Cl--6e-+3H2O = ClO3-+6H+ 1.1×10-4 96.12%

【解析】

（1）過濾操作時，為防止液體外濺，①要用玻璃棒引流；②漏斗末端應該緊靠燒杯內壁，所以如圖過濾裝置中有兩處明顯錯誤，一處是未用玻璃棒引流，另一處是漏斗的下尖端沒有緊靠接受的燒杯。

（2）依據流程分析，在酸性溶液中，PbO2作氧化劑把NaClO3氧化為高氯酸鈉，Pb元素由+4價降為+2價，反應的離子方程式為：PbO2+ClO3-+2H+=Pb2++ClO4-+H2O。

（3）因為KClO4的溶解度較小，濾液Ⅰ中含有ClO4-，加入硝酸鉀，鉀離子濃度增大，會析出KClO4晶體。

（4）I．微酸性條件下，電解食鹽水得到NaClO3溶液，陽極發生氧化反應，Cl-失電子被氧化成ClO3-，因為在微酸性條件下反應，所以陽極電極反應式為：Cl--6e-+3H2O=ClO3-+6H+。

II．①滴定終點時c(Cl-)＝1.8×10-6 molL-1，c(Ag+)=Ksp(AgCl)÷c(Cl-)=(1.8×l0-10÷1.8×10-6)molL-1=1.0×10-4molL-1，c(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)÷c2(Ag+)=[1.1×10-12÷(1.0×10-4)2]molL-1=1.1×10-4molL-1。②n(AgNO3)＝0.20mol·L-1×21.50mL×10-3LmL-1＝0.0043mol，因為KClO4樣品中含少量KCl雜質，所以n(KCl)總＝n(AgCl)=n(AgNO3)＝0.0043 mol，由氯原子守恒，樣品中KClO4和KCl共0.0043mol，分別用n(KClO4)和n(KCl)含表示，則n(KClO4)+n(KCl)含＝0.0043mol，又因為準確稱取5.7635g樣品溶于水中，配成250mL溶液，從中取出25.00mL進行實驗，用于實驗的樣品質量為0.57635g，根據質量守恒，n(KClO4)×138.5gmol-1+n(KCl)含×74.5gmol-1＝0.57635g，解得：n(KClO4)＝0.0040mol，所以m(KClO4)＝0.004mol×138.5gmol-1＝0.554g，所以KClO4樣品的純度為：0.554g÷0.57635g×100%=96.12%（精確到0.01％）。