Question

【题目】钢铁分析中常用高氯酸(HClO4)溶解矿样，某研究性学习小组欲制取少量高氯酸。该学习小组查阅到：

a．HClO4浓度高于60%时遇含碳化合物易爆炸，浓度低于60%时比较稳定;

b．NaClO4与浓硫酸反应可制得高氯酸，若采用真空蒸馏可得纯高氯酸;

c．NaClO3在673K(400℃) 分解产生NaClO4、NaCl和一种气体。

该小组同学设计实验分三步制备高氯酸：

（一）制氯气并使制得的氯气与氢氧化纳溶液反应制氯酸纳;

（二）氯酸钠分解制高氯酸钠;

（三）高氯酸纳与浓硫酸反应制高氯酸[2NaClO4+H2SO4(浓)Na2SO4+2HClO4]。

（1）制取氯酸钠的装置连接顺序为A,___________

（2）B 装置中发生反应的离子方程式为__________________________。

（3）为了制备高氯酸钠并推出氯酸钠分解制高氯酸钠的化学方程式，该小组设计了两组装置(甲，乙)如下：

该小组经过分析决定选用甲装置制备高氯酸钠，取NaClO3样品2.13 g,加热充分反应后集气瓶中收集到224 mL (标准状况下)气体，则该反应的化学方程式为_________________________；不选用乙装置的原因可能为______________________。

（4）用丙裝置制备高氯酸，向烧瓶中加入高氯酸钠，然后加入浓硫酸后，加热可制取高氯酸。实验开始前，胶塞及导管接口需要包锡箔纸，其原因是___________，仪器E的名称为___________。该组同学发现操作中少加入一种物质，该物质的名称为___________。发现后的正确操作为_________________。

（5）工业上大量制备NaClO4常用高电流密度电解NaClO3的方法，试写出以惰性电极电解时的阳极反应式：_______________________________________________。

Answer 1

【答案】 C,B,D 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O 2 NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑ 乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集 橡胶中含有“碳”，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸 锥形瓶 碎瓷片(或沸石) 停止实验，冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验 ClO3--2e+H2O=ClO4-+2H+

【解析】（1）. 装置A制取的氯气通过装置C除去氯化氢杂质，在装置B中，氯气与氢氧化钠溶液反应制得氯酸钠，用D吸收多余的氯气，防止污染环境，所以制取氯酸钠的装置连接顺序为A，C，B，D，故答案为：C，B，D；

（2）.在B 装置中，氯气和氢氧化钠溶液在加热的条件下发生反应，生成氯化钠、氯酸钠和水，反应的离子方程式为：3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O，故答案为：3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O；

（3）. 用甲装置制备高氯酸钠，2.13gNaClO3样品的物质的量为0.02mol，224mL(标准状况下)气体的物质的量为0.01mol，则该反应的化学方程式为2NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑；因乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集，所以不选用乙装置，故答案为：2NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑；乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集；

（4）. 实验开始前，胶塞及导管接口需要包锡箔纸，其原因是橡胶中含有“碳”，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸；仪器E的名称为锥形瓶；该组同学发现操作中少加入一种物质，该物质的名称为碎瓷片（或沸石），发现后的正确操作为停止实验，冷却后加入碎瓷片（或沸石）再继续进行实验，故答案为：橡胶中含有“碳”，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸；锥形瓶；碎瓷片(或沸石)；停止实验，冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验；

（5）.工业上大量制备NaClO4常用高电流密度电解NaClO3的方法，以惰性电极电解时，阳极发生氧化反应，则阳极反应式为：ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+，故答案为：ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+。