Question

高氯酸化學式為HClO₄，是一種強酸，有強烈的腐蝕性、刺激性，工業上生產高氯酸（沸點：90℃）時還同時生產了亞氯酸鈉，其工藝流程如圖：

（1）冷卻過濾的目的是降低NaHSO₄的

 

并分離出NaHSO₄晶體．
（2）反應器2中發生反應的離子方程式為

 

．SO₂的作用是作

 

劑．
（3）循環使用的物質是

 

．
（4）可以通過蒸餾濾液的方法得到高氯酸的原因可能是

 

．
（5）工業上用鉑作陽極、銅或銀作陰極電解鹽酸也可制得高氯酸，在陽極區可得到20%的高氯酸．寫出陽極的電極反應式（其中鹽酸與高氯酸以化學式出現）

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：反應器Ⅰ中發生反應的化學方程式為3NaClO₃+3H₂SO₄=HClO₄+2ClO₂+3NaHSO₄+H₂O，通入到反應容器Ⅱ中的反應物有NaOH、SO₂、H₂O、ClO₂，生成物有NaClO₂，反應的方程式為2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O，以此解答該題．

解答： 解：（1）在反應器1中，硫酸鈉和硫酸反應獲得的硫酸氫鈉的溶解度隨著溫度的降低而減小，這樣冷卻過濾，可以降低NaHSO₄的溶解度并分離出NaHSO₄晶體，
故答案為：溶解度；
（2）在反應器2中，可以實現二氧化氯向NaClO₂的轉化，二氧化硫可以作為還原劑把ClO₂還原為NaClO₂，即2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：2ClO₂+SO₂+4OH^-=2ClO₂^-+SO₄^2-+2H₂O；還原；
（3）根據循環圖可以發現硫酸作為反應物進入反應器1中，硫酸過量時，經蒸餾與高氯酸分離，可以循環使用，故答案為：H₂SO₄；
（4）根據題意高氯酸的沸點：90°C，可以采用蒸餾濾液的方法得到高氯酸，故答案為：高氯酸的沸點比較低，容易從溶液中逸出；
（5）電解鹽酸的電解池中，陽極是Cl^-失電子發生氧化反應的過程，即電極反應式為：HCl+4H₂O-8e^-=HClO₄+8H⁺，故答案為：HCl+4H₂O-8e^-=HClO₄+8H⁺．

點評：本題是一道化工生產過程中的工藝流程，需要把握住工藝流程的過程，找到解決問題的突破口，運用基本知識、結合最終要得到的產品來解決，要將教材所學到的基本知識應用到實際解決問題中去，要求基礎知識掌握牢固，同時又能將基礎知識應用實際應用中．