Question

【題目】氯元素的常見化合價有－1、0、＋1、＋3、＋4、＋5、＋7。

①KClO3是一種強氧化劑，常溫下較穩(wěn)定，在400 ℃以上則分解并放出氧氣。其分解分為兩步進行：加熱到356 ℃以上時分解為甲和乙，而幾乎不放出氧氣。當溫度在400 ℃以上時，乙分解為甲和丙。其中甲是一種含氯的化合物。

②已知化合物丁由丙物質組成元素和氯元素組成，是一種紅黃色有強烈刺激性臭味的氣體，標準狀況下密度約為3.01 g·L－1。

(1)甲的電子式為________；試比較KClO3與乙的穩(wěn)定性：_________(用化學式表示)。

(2)實驗室可以用KClO3和濃鹽酸制備氯氣，反應的化學方程式為

______________________________________________________。

(3)工業(yè)上KClO3和乙均由電解和復分解兩步反應制得，其生產(chǎn)流程如圖所示：

電解熱的NaCl溶液時，產(chǎn)生的Cl2與NaOH反應生成NaClO3和NaCl，NaCl繼續(xù)參與電極反應，最終實現(xiàn)向NaClO3的轉化。寫出該電解池中發(fā)生總反應的化學方程式：____________________________________________。

當溫度低于80 ℃時，會有部分NaClO生成。若電解消耗了117 g NaCl時，電路中轉移的電子為10.4 mol，則NaClO3的產(chǎn)率為_______(產(chǎn)率＝×100%)。

(4)寫出電解NaClO3生成戊時的陽極反應式：__________________。

(5)NaClO3還可用于丁的生產(chǎn)：將NaClO3溶液用H2SO4酸化后，通入SO2氣體制得。試寫出發(fā)生反應的離子方程式：________________________________________。

Answer 1

【答案】 K＋[]－ KClO3<KClO4 KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑ 80% ClO－2e－＋2OH－===ClO＋H2O 2ClO＋SO2===2ClO2＋SO

【解析】(1)氯化鉀為離子化合物，是由鉀離子與氯離子通過離子鍵形成，電子式為：；根據(jù)題意氯酸鉀在高溫下分解生成氯化鉀和高氯酸可知，高氯酸鉀穩(wěn)定性強于氯酸鉀，即：KClO3＜KClO4，故答案為：；KClO3＜KClO4；

(2)高氯酸鉀具有強的氧化性，能夠氧化氯化氫中的氯離子，反應的化學方程式為：KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O；故答案為：KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O；

(3)電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉和氯氣、氫氣，化學方程式為：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑①，氯氣與熱的氫氧化鈉發(fā)生反應：6NaOH+3Cl25NaCl+NaClO3+3H2O②，①×3+②得：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；電解消耗了117gNaCl的物質的量==2mol，設生成NaClO為xmol，生成為NaClO3mol，則：x+y=2，電路中轉移的電子為10.4mol，則：2x+6y=10.4，解得：y=1.6mol，x=0.4mol，依據(jù)原子個數(shù)守恒，如果氯化鈉全部轉化為NaClO3，則NaClO3的物質的量為2mol，所以NaClO3的產(chǎn)率×100%=80%；故答案為：NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；80%；

(4)電解NaClO3生成高氯酸鈉，陽極氯酸根離子失去電子生成高氯酸根離子，電極反應式為：ClO3--2e-+2OH-=ClO4-+H2O；故答案為：ClO3--2e-+2OH-=ClO4-+H2O；

(5)依據(jù)丁標準狀況下密度約為3.01gL-1，可知M(丁)=3.01gL-1×22.4L/mol=67.4g/mol，可知丁為二氧化氯，NaClO3溶液用H2SO4酸化后，通入SO2氣體，發(fā)生反應生成二氧化氯和硫酸鈉，依據(jù)得失電子守恒配平化學方程式為：2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-；故答案為：2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-。