Question

8．高氯酸是一种酸性极强的无机含氧酸，可用于制备高氯酸盐、人造金刚石提纯等方面．
查阅资料得到以下有关高氯酸的信息：

名称	分子式	外观	沸点
高氯酸	HClO4	无色液体	130℃

工业上生产高氯酸的同时还生产了亚氯酸钠，工业流程如图：

（1）操作①的名称是过滤．
（2））Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有强氧化性
（3）反应器Ⅰ中投料时需加入过量浓硫酸，请简述目的为了产物能得到HClO₄而不是NaClO₄．
（4）反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为4OH^-+SO₂+2ClO₂=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O．
（5）某学习小组模拟工业流程图中的蒸馏过程，有液体流出时立即收集产品以获得HClO₄纯品．请评价这一操作是否合理并说明理由不合理，因为水的沸点是100℃，HClO₄的沸点是130℃，所以最先蒸馏流出的是水而不是HClO₄．

Answer 1

分析 NaClO₃和浓H₂SO₄在反应器I中反应：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄，ClO₂在反应器II中与二氧化硫、氢氧化钠反应2ClO₂+SO₂+4NaOH═2NaClO₂+Na₂SO₄+2H₂O；生成亚氯酸钠，再得到其晶体；反应器I中得到的溶液通过冷却过滤得到NaHSO₄晶体，滤液为HClO₄，蒸馏得到纯净的HClO₄．
（1）根据上述分析，操作①为过滤分离晶体和溶液；
（2）常用漂白剂和消毒剂均是利用它们具有强氧化性，能使蛋白质变性；
（3）加入过量的硫酸是为了制得高氯酸，如果硫酸加少了会生成高氯酸钠；
（4）反应器Ⅱ中ClO₂与二氧化硫、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠；
（5）水的沸点是100℃，HClO₄的沸点是130℃，最先蒸馏流出的是水而不是HClO₄．

解答 解：NaClO₃和浓H₂SO₄在反应器I中反应生成HClO₄、ClO₂和NaHSO₄，其反应的化学方程式为：3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂↑+3NaHSO₄+H₂O；冷却溶液时会降低NaHSO₄的溶解度，使NaHSO₄结晶析出；高氯酸的沸点低，易挥发，蒸馏可以得到纯净的高氯酸，
（1）根据上述分析，操作①为过滤，
故答案为：过滤；
（2）因为Ca（ClO）₂、ClO₂、NaClO、NaClO₂等均具有强氧化性，常用作消毒剂和漂白剂，故答案为：强氧化性；
（3）反应器Ⅰ中投料时如果硫酸加少了会生成高氯酸钠，加入过量的硫酸是为了制得高氯酸，
故答案为：为了产物能得到HClO₄而不是NaClO₄；
（4）反应器Ⅱ中ClO₂与二氧化硫、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠，其反应的离子方程式为：4OH^-+SO₂+2ClO₂=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O，
故答案为：4OH^-+SO₂+2ClO₂=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O；
（5）水沸点是100℃，HClO₄的沸点是130℃，最先蒸馏流出的是水而不是HClO₄，有液体流出时立即收集得到的是谁，不能得到HClO₄纯品，因此不合理，
故答案为：不合理，因为水的沸点是100℃，HClO₄的沸点是130℃，所以最先蒸馏流出的是水而不是HClO₄；

点评 本题以亚氯酸钠制备为背景，考查了学生阅读题目获取信息的能力、对氧化还原反应相关知识的运用、有关实验操作和简单实验设计能力，以及在新情境下综合运用知识解决问题的能力，题目难度中等．