Question

2．以NaCl等為原料制備KClO₄的過(guò)程如下：
①在無(wú)隔膜、微酸性條件下，發(fā)生反應(yīng)：NaCl+H₂O-NaClO₃+H₂↑（未配平）
②在NaClO₃溶液中加入KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，降溫結(jié)晶，得KClO₃．
③一定條件下反應(yīng)：4KClO₃$\frac{\underline{\;668K\;}}{\;}$3KClO₄+KCl，將產(chǎn)物分離得到KClO₄．
（1）電解時(shí)，產(chǎn)生質(zhì)量為2.13g NaClO₃，同時(shí)得到H₂的體積為1.344L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（2）向NaClO₃溶液中加入KCl能得到KClO₃的原因是低溫時(shí)，KClO₃溶解度小，從溶液中結(jié)晶析出．
（3）該過(guò)程制得的KClO₄樣品中含少量KCl雜質(zhì)，為測(cè)定產(chǎn)品純度進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
準(zhǔn)確稱(chēng)取5.689g樣品溶于水中，配成250mL溶液，從中取出25.00mL于錐形瓶中，加入適量葡萄糖，加熱使ClO₄^-全部轉(zhuǎn)化為Cl^-（反應(yīng)為：3KClO₄+C₆H₁₂O₆═6H₂O+6CO₂↑+3KCl），加入少量K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.20mol/L AgNO₃溶液進(jìn)行滴定至終點(diǎn)，消耗AgNO₃溶液體積為21.00mL．滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生磚紅色Ag₂CrO₄沉淀．
①已知：K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（Ag₂CrO₄）=1.1×10^-12，若c（CrO₄^2-）=1.1×10^-4mol/L，則此時(shí)c（Cl^-）=1.8×10^-6mol/L．
②計(jì)算KClO₄樣品的純度（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程．）

Answer 1

分析 （1）先配平化學(xué)方程式，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算得到；
（2）在NaClO₃溶液中加入KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，降溫結(jié)晶，得KClO₃．利用的是溶解度不同析出晶體；
（3）①依據(jù)K_sp（Ag₂CrO₄）=1.1×10^-12，若c（CrO₄^2-）=1.1×10^-4mol/L，計(jì)算得到銀離子濃度，結(jié)合K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，計(jì)算得到氯離子濃度；
②準(zhǔn)確稱(chēng)取5.689g樣品溶于水中，配成250mL溶液，從中取出25.00mL于錐形瓶中，加入適量葡萄糖，加熱使ClO₄^-全部轉(zhuǎn)化為Cl^-（反應(yīng)為：3KClO₄+C₆H₁₂O₆═6H₂O+6CO₂↑+3KCl），加入少量K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.20mol/L AgNO₃溶液進(jìn)行滴定至終點(diǎn)，消耗AgNO₃溶液體積為21.00mL．
n（AgNO₃）=0.2000 mol•L^-1×0.021L=0.0042 mol，
n（KCl）_總=n（AgNO₃）=0.0042 mol
n（KClO₄）+n（KCl）=0.0042 mol，
n（KClO₄）×138.5 g•mol^-1+n（KCl）×74.5 g•mol^-1=0.56890g，
n（KClO₄）=0.0040 mol，
m（KClO₄）=0.004 mol×138.5 g•mol^-1=0.554g，250ml溶液中m（KClO₄）=5.54g，
純度=$\frac{KCl{O}_{4}質(zhì)量}{樣品質(zhì)量}$×100%．

解答 解：（1）電解時(shí)，產(chǎn)生質(zhì)量為2.13g NaClO₃，物質(zhì)的量=$\frac{2.13g}{106.5g/mol}$=0.02mol
NaCl+3H₂O=NaClO₃+3H₂↑，
                     1             3
                   0.02mol    0.06mol
同時(shí)得到H₂的物質(zhì)的量為0.06mol，體積=0.06mol×22.4L/mol=1.344L，
故答案為：1.344；
（2）在NaClO₃溶液中加入KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，降溫結(jié)晶，得KClO₃的原因是低溫時(shí)，KClO₃溶解度小，從溶液中結(jié)晶析出，
故答案為：低溫時(shí)，KClO₃溶解度小，從溶液中結(jié)晶析出；
（3）①若c（CrO₄^2-）=1.1×10^-4mol/L，K_sp（Ag₂CrO₄）=c²（Ag⁺）c（CrO₄ ^2-）=1.1×10^-12，c（Ag⁺）=10^-4mol/L，
K_sp（AgCl）=c（Ag⁺）c（Cl^-）=1.8×10^-10，c（Cl^-）=1.8×10^-6 mool/L，
故答案為：1.8×10^-6；
②準(zhǔn)確稱(chēng)取5.689g樣品溶于水中，配成250mL溶液，從中取出25.00mL于錐形瓶中，加入適量葡萄糖，加熱使ClO₄^-全部轉(zhuǎn)化為Cl^-（反應(yīng)為：3KClO₄+C₆H₁₂O₆═6H₂O+6CO₂↑+3KCl），加入少量K₂CrO₄溶液作指示劑，用0.20mol/L AgNO₃溶液進(jìn)行滴定至終點(diǎn)，消耗AgNO₃溶液體積為21.00mL．
n（AgNO₃）=0.2000 mol•L^-1×0.021L=0.0042 mol，
n（KCl）_總=n（AgNO₃）=0.0042 mol
n（KClO₄）+n（KCl）=0.0042 mol，
n（KClO₄）×138.5 g•mol^-1+n（KCl）×74.5 g•mol^-1=0.56890g，
n（KClO₄）=0.0040 mol，
m（KClO₄）=0.004 mol×138.5 g•mol^-1=0.554g，250ml溶液中m（KClO₄）=5.54g
KClO₄樣品的純度=$\frac{5，54g}{5.689g}$×100%=97.3%，
答：n（AgNO₃）=0.2000 mol•L^-1×0.021L=0.0042 mol，
n（KCl）_總=n（AgNO₃）=0.0042 mol
n（KClO₄）+n（KCl）=0.0042 mol，
n（KClO₄）×138.5 g•mol^-1+n（KCl）×74.5 g•mol^-1=0.56890g，
n（KClO₄）=0.0040 mol，
m（KClO₄）=0.004 mol×138.5 g•mol^-1=0.554g，
250ml溶液中m（KClO₄）=5.54g
KClO₄樣品的純度=$\frac{5，54g}{5.689g}$×100%=97.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的組成和含量的測(cè)定，主要是滴定實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．