Question

以NaCl等为原料制备KClO₄的过程如下：

①在无隔膜、微酸性条件下，发生反应：NaCl+H₂O—NaClO₃+H₂↑(未配平)

②在NaClO₃溶液中加入KCl发生复分解反应，降温结晶，得KClO₃。

③一定条件下反应：4KClO₃＝3KClO₄+KCl，将产物分离得到KClO₄。

（1）电解时，产生质量为2.13g NaClO₃，同时得到H₂的体积为____________L(标准状况)。

（2）向NaClO₃溶液中加入KCl能得到KClO₃的原因是________________。

（3）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5.689g样品溶于水中，配成250mL溶液，从中取出25.00mL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：3 KClO₄ +C₆H₁₂O₆ ═ 6 H₂O + 6 CO₂↑ + 3 KCl），加入少量K₂CrO₄溶液作指示剂，用0. 20mol/L AgNO₃溶液进行滴定至终点，消耗AgNO₃溶液体积21.00mL。滴定达到终点时，产生砖红色Ag₂CrO₄沉淀。

① 已知：K_sp(AgCl)＝1.8×10^－10，K_sp(Ag₂CrO₄)＝1.1×10^－12，若c(CrO₄^2－)＝1.1×10^-4mol/L，则此时c(Cl^－)＝________________mol/L。

② 计算KClO₄样品的纯度（请写出计算过程。）______________________________

Answer

1.344低温时，KClO3溶解度小，从溶液中结晶析出1.8×10-6n(AgNO3)＝0.2000 mol·－1 ×0.021L＝0.0042 mol n(KCl)总＝n(AgNO3)＝0.0042 mol n(KClO4)+ n(KCl)＝0.0042 mol n(KClO4) ×138.5 g·mol－1+ n(KCl) ×74.5 g·mol－1＝0.56890g n(KClO4)＝0.0040 mol m(KClO4)＝0.004 mol×138.5 g·mol－1＝0.554g 0.554g÷0.56890g×100%＝97.38%。

【解析】

(1)电解时，产生质量为2.13g NaClO3，物质的量==0.02mol

NaCl+3H2O=NaClO3 + 3H2↑

       1              3

  0.02mol     0.06mol

同时得到H2的物质的量为0.06mol，体积=0.06mol×22.4L/mol=1.344L，故答案为：1.344；

(2)在NaClO3溶液中加入KCl发生复分解反应，降温结晶，得KClO3的原因是低温时，KClO3溶解度小，从溶液中结晶析出，故答案为：低温时，KClO3溶解度小，从溶液中结晶析出；

(3)①若c(CrO42-)=1.1×10-4mol/L，Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO4 2-)=1.1×10-12，c(Ag+)=10-4mol/L，Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10，c(Cl-)=1.8×10-6 mool/L，故答案为：1.8×10-6；

②准确称取5.689g样品溶于水中，配成250mL溶液，从中取出25.00mL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 AgNO3溶液进行滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积为21.00mL，n(AgNO3)=0.2000 mol•L-1×0.021L=0.0042 mol，n(KCl)总=n(AgNO3)=0.0042 mol，n(KClO4)+n(KCl)=0.0042 mol，n(KClO4)×138.5 g•mol-1+n(KCl)×74.5 g•mol-1=0.56890g，n(KClO4)=0.0040 mol，m(KClO4)=0.004 mol×138.5 g•mol-1=0.554g，250ml溶液中m(KClO4)=5.54g，KClO4样品的纯度=×100%=97.38%，故答案为：97.38%。