Question

【题目】高氯酸钾是一种白色粉末，可用作发烟剂、引火剂、氧化剂和化学分析试剂，医药工业用作解热和利尿等药剂。用PbO2来制备KClO4的工业流程如下：

（1）如图过滤装置中有两处明显错误，一处是未用玻璃棒引流，另一处是__。

（2）写出NaClO3与PbO2反应的离子方程式_______________

（3）工业上可以利用滤液Ⅰ与KNO3发生反应制备KClO4的原因是______________

（4）用电解法也可以制备KClO4，在无隔膜、微酸性条件下，电解食盐水得到NaClO3溶液，再通过一系列转化和操作得到产品。

I．写出电解食盐水阳极电极反应式：______________________________

II．该过程制得的KClO4样品中含少量KCl杂质，为测定产品纯度进行如下实验：准确称取5.7635 g样品溶于水中，配成250 mL溶液，从中取出25.00 mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使ClO4－全部转化为Cl－，反应为：

3KClO4＋C6H12O6＝6H2O＋6CO2↑＋3KCl，加入少量K2CrO4溶液作指示剂，用0.20mol·L－1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积21.50 mL。滴定达到终点时，产生砖红色Ag2CrO4沉淀。

①已知：Ksp(AgCl)＝1.8×l0－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.1×10－12，若终点时c(Cl－)＝1.8×10－6 mol·L－1，则此时c(CrO42－)=______________mol·L－1。

②KClO4样品的纯度为______________。（精确到0.01％）

Answer 1

【答案】漏斗的下尖端没有紧靠接受的烧杯 PbO2+ClO3- +2H+ =Pb2++ClO4- +H2O KClO4的溶解度较小 Cl--6e-+3H2O = ClO3-+6H+ 1.1×10-4 96.12%

【解析】

（1）过滤操作时，为防止液体外溅，①要用玻璃棒引流；②漏斗末端应该紧靠烧杯内壁，所以如图过滤装置中有两处明显错误，一处是未用玻璃棒引流，另一处是漏斗的下尖端没有紧靠接受的烧杯。

（2）依据流程分析，在酸性溶液中，PbO2作氧化剂把NaClO3氧化为高氯酸钠，Pb元素由+4价降为+2价，反应的离子方程式为：PbO2+ClO3-+2H+=Pb2++ClO4-+H2O。

（3）因为KClO4的溶解度较小，滤液Ⅰ中含有ClO4-，加入硝酸钾，钾离子浓度增大，会析出KClO4晶体。

（4）I．微酸性条件下，电解食盐水得到NaClO3溶液，阳极发生氧化反应，Cl-失电子被氧化成ClO3-，因为在微酸性条件下反应，所以阳极电极反应式为：Cl--6e-+3H2O=ClO3-+6H+。

II．①滴定终点时c(Cl-)＝1.8×10-6 molL-1，c(Ag+)=Ksp(AgCl)÷c(Cl-)=(1.8×l0-10÷1.8×10-6)molL-1=1.0×10-4molL-1，c(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)÷c2(Ag+)=[1.1×10-12÷(1.0×10-4)2]molL-1=1.1×10-4molL-1。②n(AgNO3)＝0.20mol·L-1×21.50mL×10-3LmL-1＝0.0043mol，因为KClO4样品中含少量KCl杂质，所以n(KCl)总＝n(AgCl)=n(AgNO3)＝0.0043 mol，由氯原子守恒，样品中KClO4和KCl共0.0043mol，分别用n(KClO4)和n(KCl)含表示，则n(KClO4)+n(KCl)含＝0.0043mol，又因为准确称取5.7635g样品溶于水中，配成250mL溶液，从中取出25.00mL进行实验，用于实验的样品质量为0.57635g，根据质量守恒，n(KClO4)×138.5gmol-1+n(KCl)含×74.5gmol-1＝0.57635g，解得：n(KClO4)＝0.0040mol，所以m(KClO4)＝0.004mol×138.5gmol-1＝0.554g，所以KClO4样品的纯度为：0.554g÷0.57635g×100%=96.12%（精确到0.01％）。