Question

【題目】高氯酸鈉可用于制備高氯酸。以精制鹽水等為原料制備高氯酸鈉晶體(NaClO4·H2O)的流程如下：

（1）由粗鹽(含Ca2＋、Mg2＋、SO42-、Br－等雜質)制備精制鹽水時需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等試劑。Na2CO3的作用是____________；除去鹽水中的Br－可以節省電解過程中的電能，其原因是________________。

（2）“電解Ⅰ”的目的是制備NaClO3溶液，產生的尾氣除H2外，還含有______________(填化學式)。“電解Ⅱ”的化學方程式為_____________________。

（3）“除雜”的目的是除去少量的NaClO3雜質，該反應的離子方程式為_______________________。“氣流干燥”時，溫度控制在80～100 ℃的原因是__________________。

Answer 1

【答案】除去Ca2＋和引入的Ba2＋ 電解時Br－被氧化 Cl2 NaClO3＋H2ONaClO4＋H2↑ 2ClO3-＋SO2=2ClO2＋SO42- 溫度太高，高氯酸鈉晶體失去結晶水或分解；溫度太低，干燥不充分

【解析】

（1）粗鹽的提純中：Ca2＋用CO32－除去、Mg2＋用OH－除去、SO42－用Ba2＋除去，除雜過程中過量除雜試劑必須除去，過量NaOH用鹽酸除去，過量的Ba2＋用CO32－除去，過量CO32－用鹽酸除去，碳酸鈉的作用除去Ca2＋和引入的Ba2＋，根據電解池的放電順序，放電順序：Br－＞Cl－，除去Br－，在電解過程中直接電解Cl－，節省電能，因此原因：電解時Br－被氧化；

（2）根據題意，在陽極上Cl－放電生成ClO3－，也有可能放電生成Cl2，陰極上2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，尾氣中除含有氫氣外，可能含有氯氣，電解Ⅱ產生高氯酸鈉，陽極上電極反應式：ClO3－＋H2O－2e－=ClO4－＋2H＋，陰極上電極反應式：2H＋＋2e－=H2↑，兩式合并：ClO3－＋H2OClO4－＋H2↑，反應方程式：NaClO3＋H2ONaClO4＋H2↑；

（3）根據信息：SO2被氧化，ClO3－→ClO2，ClO3－＋SO2→ClO2↑＋SO42－，根據化合價升降法配平，其離子反應方程式為：2ClO3-＋SO2=2ClO2＋SO42-，實驗目的是制備NaClO4·H2O，溫度過高，高氯酸鈉晶體會失去結晶水，或溫度過高，高氯酸鈉分解，如果溫度過低，干燥不充分。