Question

【题目】高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。制备NH4ClO4的工艺流程如下：

(1)电解NaClO3溶液时，ClO3-在____极发生反应，其电极反应式为____。

(2)“除杂”有两种方案。

①方案1：加入盐酸和H2O2溶液，NaClO3转化为ClO2，化学方程式为______。

方案2：加入氨水和FeCl24H2O，NaClO3转化为Cl-，离子方程式为____，如果FeCl24H2O过量会出现黑色磁性沉淀，该沉淀可能是______。(填化学式)

②比较氧化性：ClO3-_____ClO4-(填“>”或“<”)。

③两种方案相比，方案1的优点是____。(答一条即可)

(3)“反应”时用NaClO4和NH4Cl在90℃制备NH4ClO4。如果用浓盐酸和液氨代替NH4Cl，则无需加热，原因是____。

(4)该流程中可循环利用的物质是_________。(填化学式)

Answer 1

【答案】阳 ClO3-+H2O-2e- =ClO4-+2H+ 2NaClO3+2HCl+H2O2=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+O2↑ 6Fe2++ClO3-+3H2O+12NH3H2O=6Fe(OH)3↓+Cl-+12NH4+ Fe3O4 操作步骤简单(或过量的H2O2易除去等合理答案) 浓盐酸和液氨的反应为放热反应 NaCl

【解析】

(1)氯酸根离子化合价为+5价升高到高氯酸根离子的+7价，发生氧化反应，为阳极反应；

(2)①双氧水把氯酸钠还原为二氧化氯；氨水、亚铁离子、氯酸根离子反应生成氯离子、氢氧化铁沉淀、铵根离子；如果FeCl24H2O过量会出现黑色磁性沉淀四氧化三铁；

②根据以上分析，氯酸根离子氧化性大于高氯酸根离子；

③方案1的优点是操作步骤简单；

(3)浓盐酸和液氨为放热反应；

(4)根据流程判断。

(1)氯酸根离子化合价为+5价升高到高氯酸根离子的+7价，发生氧化反应，在阳极发生反应，反应式为：ClO3-+H2O-2e- =ClO4-+2H+；

(2)①双氧水把氯酸钠还原为二氧化氯，方程式为：2NaClO3+2HCl+H2O2=2ClO2↑+2NaCl +2H2O+O2↑；氨水、亚铁离子、氯酸根离子反应生成氯离子、氢氧化铁沉淀、铵根离子，离子方程式为：6Fe2++ClO3-+3H2O+12NH3H2O=6Fe(OH)3↓+Cl-+12NH4+；如果FeCl24H2O过量会出现黑色磁性沉淀，该沉淀可能是四氧化三铁；

②根据以上分析，氯酸根离子氧化性大于高氯酸根离子；

③两种方案相比，方案1的优点是操作步骤简单(或过量的H2O2易除去等合理答案)；

(3)由于浓盐酸和液氨的反应为放热反应，故反应无需加热；

(4)根据流程可知，该流程中可循环利用的物质是氯化钠。