Question

【题目】氯酸钾用途较广，用于炸药、高级安全火柴、氧化剂及火箭、导弹推进剂等。工业制备氯酸钾有以下两种方法

方法一：电解热的饱和食盐水可以制得到氯酸钠，再与一定量的氯化钾进行复分解反应，即可得到硫酸钾，流程图如下：

(1)①盐水精制时所加四种试剂是为了除去粗盐水中含有的_______等杂质离子，需将粗盐溶解后，按顺序加入药品进行沉淀、过滤等。加入药品的顺序可以是_______________。

②加入足量纯碱时，会有部分BaSO4转化成BaCO3。若l.0L BaSO4的悬浊液中含0.010 mol BaSO4固体，需加入_______摩尔Na2CO3才能将BaSO4完全转化为BaCO3。 (已知/Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaCO3)=5.5×10-9)

(2)电解热饱和NaCl溶液的离子方程式为__________。 通电开始后，阴极附近溶液pH会________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)过滤用到的三个玻璃仪器为________________________。

(4)过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因：向漏斗中加液体时液面高于滤纸边缘；______________。

(5)将得到的氯酸钠与一定量的氯化钾进行复分解反应， KCl+NaC1O3 = KC1O3+NaCl。已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示。反应液经冷却至35℃以下时可析出氯酸钾晶体，原因是_______。在冷却降温析出KC1O3过程中，常伴有NaCl析出，分离出母液,将粗氯酸钾进行进一步提纯的方法是______________，操作步骤是蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤、干燥，最后制得氯酸钾成品。

方法二：用热的石灰乳和氯气反应，再和氯化钾复分解反应制备：

(6)①C12转化为Ca(C1O3)2的化学方程式为_______________。

②提高Cl2转化为Ca(C1O3)2的转化率的可行措施有_________________。(填一条即可）

Answer 1

【答案】 Ca2+、Mg2+、SO42- 烧碱、氯化钡、碳酸钠，盐酸(可写化学式，合理顺序即可) 0.51mol C1-+3H2OC1O3-+3H2↑ 增大 普通漏斗、玻璃棒、烧杯 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损 氯酸钾溶解度最小，且溶解度随温度降低而减小 重结晶 冷却结晶 6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(C1O3)2+5CaCl2+6H2O 适当减缓通入Cl2的速率或充分搅拌等

【解析】(1)①NaOH是为除去Mg2+，氯化钡是为了除去SO42-，纯碱是为了除去Ca2+和过量的Ba2+，稀盐酸是为了除去OH-和CO32-，盐水精制时所加四种试剂是为了除去粗盐水中含有的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子；除去粗盐中的Mg2+，使用的除杂试剂是过量的NaOH溶液；除SO42-使用的是过量的BaCl2；除Ca2+和过量的Ba2+使用的是Na2CO3，由于Na2CO3的目的是除去Ca2+和过量的Ba2+，故Na2CO3的加入必须在BaCl2之后，待沉淀完全后，过滤除去生成的沉淀，此时溶液中的杂质离子是OH-和CO32-，故加入过量的盐酸即可除去，加入药品的顺序可以是烧碱、氯化钡、碳酸钠、盐酸或氯化钡、烧碱、碳酸钠、盐酸或、氯化钡、碳酸钠、烧碱、盐酸；

②溶液中SO42-的浓度为0.01mol/L，根据CO32-+BaSO4=BaCO3+SO42-当开始有BaCO3沉淀时，K===0.02，则c（CO32-）=0.5 mol/L，此时溶液中Na2CO3的物质的量为0.5 mol/L×1L=0.5mol，转化的BaSO4为0.01mol，再需要0.5mol+0.01mol=0.51molNa2CO3才能将BaSO4完全转化为BaCO3；

(2)电解热饱和NaCl溶液生成氯酸钠和氢气，发生反应的离子方程式为C1-+3H2OC1O3-+3H2↑； 通电开始后，阴极水电离的H+失电子被氧化为H2，促进水的电离，产生大量OH-，则阴极附近溶液pH会增大；

(3)过滤操作需要用到的三个玻璃仪器为普通漏斗、玻璃棒、烧杯；

(4)操作操作过程中如果向漏斗中加液体时液面高于滤纸边缘、玻璃棒下端靠在滤纸的单层处,导致滤纸破损等原因，会造成滤液仍然浑浊；

(5)因35℃以下氯酸钾溶解度最小，且溶解度随温度降低而减小，将反应液冷却至35℃以下时可析出氯酸钾晶体；因为NaCl的溶解度随温度变化不明显，混有NaCl的氯酸钾样品可通过重结晶进一步提纯，具体操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，最后制得氯酸钾成品；

方法二：用热的石灰乳和氯气反应，再和氯化钾复分解反应制备：

(6)①C12与热的石灰乳反应生成Ca(C1O3)2和CaCl2，根据电子守恒和原子守恒，发生反应的化学方程式为6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(C1O3)2+5CaCl2+6H2O ；

②反应过程中可以通过适当减缓通入Cl2的速率或充分搅拌等措施提高Cl2转化为Ca(C1O3)2的转化率。