Question

(12分)高氯酸钾广泛用于火箭及热电池业。实验室制取高氯酸钾的步骤为：称取一定质量的KCl、NaClO4溶解，然后混合，经冷却、过滤、滤出晶体用蒸馏水多次洗涤及真空干燥得到。

有关物质溶解度与温度的关系如下表：

（1）写出实验室制取高氯酸钾的化学方程式： ；用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是： 。

（2）Fe和KClO4反应放出的热量能为熔融盐电池提供550-660℃的温度，使低熔点盐熔化导电，从而激活电池，这类电池称为热电池。Li/FeS2热电池工作时，Li转变为硫化锂，FeS2转变为铁，该电池工作时，电池总反应为： 。

（3）Fe和KClO4作为热电池加热材料的供热原理为：KClO4 (s)+4Fe(s)= KCl (s)+ 4FeO(s)，△H< 0。

①600℃时FeO可部分分解生成Fe3O4，写成有关的化学方程式： 。

②称取一定质量上述加热材料反应后的混合物（假定只含氯化钾一种钾盐）于烧杯中，用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥，固体质量减少了0.43g，在固体中继续加入过量的稀硫酸，微热让其充分反应，固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液，经过滤、洗净、干燥，再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体。求该加热材料反应前，铁和高氯酸钾的质量。（写出计算过程，结果保留2位有效数字） 。

Answer 1

(12分)

（1）NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl (2分)

尽可能除去溶解度较大的杂质 (2分)

（2）FeS2 +4Li=Fe +2Li2S (2分)

（3）①4FeO====Fe3O4＋Fe (2分)

②m(Fe)=n(Fe)×56g·mol－1= ×2×56g·mol－1=4.2g (2分)

m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol－1=n(KCl)×138.5g·mol－1=×138.5g·mol－=0.80g (2分)

【解析】

试题分析：（1）KCl、NaClO4溶解，因为KClO4的溶解度较小，所以KClO4以沉淀析出，所以反应的化学方程式为NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl；因为KCl、NaClO4的溶解度较大，用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是尽可能除去溶解度较大的杂质；

（2）Li/FeS2热电池工作时，Li转变为硫化锂，FeS2转变为铁，所以总反应是FeS2 +4Li=Fe +2Li2S；

（3）①600℃时FeO可部分分解生成Fe3O4，Fe元素的化合价升高，同时Fe元素的化合价降低，生成Fe单质，则FeO分解的化学方程式为4FeO====Fe3O4＋Fe；

②根据题意，反应后的混合物为氧化亚铜和氯化钾，用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥，固体质量减少了0.43g，说明KCl的质量是0.43g；在固体中继续加入过量的稀硫酸，微热让其充分反应，固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液，经过滤、洗净、干燥，再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体，氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸亚铁，再与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，在空气中氢氧化亚铁转化为氢氧化铁，灼烧后生成氧化铁，该红棕色固体是氧化铁，所以m(Fe)=n(Fe)×56g·mol－1= ×2×56g·mol－1=4.2g；m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol－1=n(KCl)×138.5g·mol－1=×138.5g·mol－=0.80g。

考点：考查对物质制备的分析，化学方程式的书写，物质化学性质的应用，质量计算