Question

三氯化钌广泛应用于氯碱工业中金属阳极钌涂层及加氢催化剂。现以固体含Ru废料为原料制备RuCl₃晶体，其工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)K₂RuO₄中Ru的化合价为_____，“碱熔”中产生的气体可用于____(写一种工业用途)。

(2)“氧化”时欲使2mol K₂RuO₄氧化为RuO₄，则需要氧化剂的物质的量为______mol。

(3)为了提高“碱熔”效率，可以采取的措施有______。

(4)RuO₄气体有剧毒，“盐酸吸收”时的化学方程式为___________。

(5)可用氢还原重量法测定产品的纯度，其原理为2RuCl₃＋3H₂ = 2Ru＋6HCl，所得实验数据记录如下：

实验序号	产品质量/g	固体Ru质量/g
①	5.1875	2.0210
②	5.1875	2.0190
③	5.1875	2.0200
④	5.1875	1.6200

则产品的纯度为________(用百分数表示)。

(6)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途，根据图示写出合成反应的化学方程式________。

Answer

＋6价 用来制取硝酸 2 适当升高温度、粉碎固体废料 2RuO4＋16HCl = 2RuCl3＋5Cl2↑＋8H2O 80.00% N2＋3H22NH3

【解析】

含Ru废料加入硝酸钾和氢氧化钾反应生成二氧化氮和K2RuO4，K2RuO4与NaClO、硫酸反应生成RuO4，RuO4与盐酸反应生成RuCl3、Cl2和H2O。

(1)根据K元素的化合价为+1价，O元素的化合价为−2价分析得到K2RuO4中Ru的化合价为＋6价，“碱熔”中产生的气体是二氧化氮，二氧化氮可用于制硝酸；故答案为：＋6价；用来制取硝酸。

(2)“氧化”时欲使2mol K2RuO4氧化为RuO4，根据得失电子守恒分析2mol K2RuO4氧化为RuO4失去4mol电子，NaClO中Cl元素的化合价由+1价降为-1价，1mol NaClO得到2mol电子，因此需要氧化剂的物质的量为2 mol；故答案为：2。

(3)为了提高“碱熔”效率，可以采取的措施有适当升高温度、粉碎固体废料；故答案为：适当升高温度、粉碎固体废料。

(4)RuO4气体有剧毒，根据图中信息用“盐酸吸收”时生成RuCl3，Ru化合价降低，则盐酸中氯元素的化合价升高变为氯气，其化学方程式为2RuO4＋16HCl = 2RuCl3＋5Cl2↑＋8H2O；故答案为：2RuO4＋16HCl = 2RuCl3＋5Cl2↑＋8H2O。

(5)根据数据得出第④实验数据误差较大，应舍弃，取另外三次的平均数据，得到Ru质量为2.0200g，产品中RuCl3的质量为g，则产品的纯度为；故答案为：80.00%。

(6)根据图中信息得到氮气和氢气在催化剂作用下反应生成氨气，其合成反应的化学方程式；N2＋3H22NH3；故答案为：N2＋3H22NH3。