Question

高氯酸钠可用于制备高氯酸。以精制盐水等为原料制备高氯酸钠晶体(NaClO₄·H₂O)的流程如下：

（1）由粗盐(含Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-、Br^－等杂质)制备精制盐水时需用到NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃等试剂。Na₂CO₃的作用是____________；除去盐水中的Br^－可以节省电解过程中的电能，其原因是________________。

（2）“电解Ⅰ”的目的是制备NaClO₃溶液，产生的尾气除H₂外，还含有______________(填化学式)。“电解Ⅱ”的化学方程式为_____________________。

（3）“除杂”的目的是除去少量的NaClO₃杂质，该反应的离子方程式为_______________________。“气流干燥”时，温度控制在80～100 ℃的原因是__________________。

Answer

除去Ca2＋和引入的Ba2＋ 电解时Br－被氧化 Cl2 NaClO3＋H2ONaClO4＋H2↑ 2ClO3-＋SO2=2ClO2＋SO42- 温度太高，高氯酸钠晶体失去结晶水或分解；温度太低，干燥不充分

【解析】

（1）粗盐的提纯中：Ca2＋用CO32－除去、Mg2＋用OH－除去、SO42－用Ba2＋除去，除杂过程中过量除杂试剂必须除去，过量NaOH用盐酸除去，过量的Ba2＋用CO32－除去，过量CO32－用盐酸除去，碳酸钠的作用除去Ca2＋和引入的Ba2＋，根据电解池的放电顺序，放电顺序：Br－＞Cl－，除去Br－，在电解过程中直接电解Cl－，节省电能，因此原因：电解时Br－被氧化；

（2）根据题意，在阳极上Cl－放电生成ClO3－，也有可能放电生成Cl2，阴极上2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，尾气中除含有氢气外，可能含有氯气，电解Ⅱ产生高氯酸钠，阳极上电极反应式：ClO3－＋H2O－2e－=ClO4－＋2H＋，阴极上电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑，两式合并：ClO3－＋H2OClO4－＋H2↑，反应方程式：NaClO3＋H2ONaClO4＋H2↑；

（3）根据信息：SO2被氧化，ClO3－→ClO2，ClO3－＋SO2→ClO2↑＋SO42－，根据化合价升降法配平，其离子反应方程式为：2ClO3-＋SO2=2ClO2＋SO42-，实验目的是制备NaClO4·H2O，温度过高，高氯酸钠晶体会失去结晶水，或温度过高，高氯酸钠分解，如果温度过低，干燥不充分。