Question

【題目】高氯酸鈉可用于制備高氯酸．以精制鹽水等為原料制備高氯酸鈉晶體（NaClO4H2O）的流程如下：
（1）由粗鹽（含Ca2+、Mg2+、 、Br﹣等雜質）制備精制鹽水時需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等試劑．Na2CO3的作用是；除去鹽水中的Br﹣可以節省電解過程中的電能，其原因是 ．
（2）“電解Ⅰ”的目的是制備NaClO3溶液，產生的尾氣除H2外，還含有（填化學式）．“電解Ⅱ”的化學方程式為 ．
（3）“除雜”的目的是除去少量的NaClO3雜質，該反應的離子方程式為 ． “氣流干燥”時，溫度控制在80～100℃的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）除去Ca2+和引入的Ba2+；電解時Br﹣被氧化
（2）Cl2；NaClO3+H2O NaClO4+H2↑
（3）2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣；溫度太高，高氯酸鈉晶體失去結晶水或分解；溫度太低，干燥不充分
【解析】解：（1）Na2CO3的作用是碳酸根離子與鈣離子和除硫酸根離子引入的鋇離子發生復分解反應，生成難溶的碳酸鈣和碳酸鋇，所以碳酸鈉的作用為除去鈣離子和鋇離子，Br﹣的還原性強于氯離子，所以電解過程中溴離子優先被氧化，故答案為：除去Ca2+和引入的Ba2+；電解時Br﹣被氧化；（2）電解過程中陽極氯離子放電，主要生成氯酸根離子，部分產生氯氣，而陰極氫離子放電，生成氫氣，所以尾氣有氫氣和少量的氯氣，電解Ⅱ氯酸根離子在陽極放電生成高氯酸根，而陰極是水電離產生的氫離子放電，生成氫氣，所以電解反應方程式為：NaClO3+H2O NaClO4+H2↑，故答案為：Cl2；NaClO3+H2O NaClO4+H2↑；（3）由圖示可知通入二氧化硫除去其中的氯酸根離子，反應的離子方程式為：2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣ ， 氣流溫度太低不得于干燥，溫度過高晶體要失水，溫度太高氯酸鈉可能分解，故答案為：2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣；溫度太高，高氯酸鈉晶體失去結晶水或分解；溫度太低，干燥不充分． 由原料氯化鈉到高氯酸鈉晶體，氯的化合價升高，而整個流程中未加強氧化劑，所以通過電解實現了氯的不同價態的轉化（電解過程即為氧化還原反應），將制得的鹽水一次電解產生氯酸鈉，得到的氯酸鈉溶液進行再一次電解，生成高氯酸鈉，然后通入二氧化硫除去其中的氯酸鈉，最后進行分離提純得到高氯酸鈉晶體，（1）Na2CO3的作用是碳酸根離子與鈣離子和除硫酸根離子引入的鋇離子發生復分解反應，生成難溶的碳酸鈣和碳酸鋇；Br﹣的還原性強于氯離子，所以電解過程中溴離子優先被氧化；（2）電解過程中陽極氯離子放電，主要生成氯酸根離子，部分產生氯氣，而陰極氫離子放電，生成氫氣，所以尾氣有氫氣和少量的氯氣；電解Ⅱ氯酸根離子在陽極放電生成高氯酸根，而陰極是水電離產生的氫離子放電，生成氫氣，所以電解反應方程式為：NaClO3+H2O NaClO4+H2↑；（3）由圖示可知通入二氧化硫除去其中的氯酸根離子，反應的離子方程式為：2ClO3﹣+SO2═2ClO2+SO42﹣ ， 氣流溫度太低不得于干燥，溫度過高晶體要失水以結合考慮高氯酸鈉本身的穩定性．