Question

(12分)高氯酸鉀廣泛用于火箭及熱電池業(yè)。實(shí)驗(yàn)室制取高氯酸鉀的步驟為：稱(chēng)取一定質(zhì)量的KCl、NaClO4溶解，然后混合，經(jīng)冷卻、過(guò)濾、濾出晶體用蒸餾水多次洗滌及真空干燥得到。

有關(guān)物質(zhì)溶解度與溫度的關(guān)系如下表：

（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取高氯酸鉀的化學(xué)方程式： ；用蒸餾水多次洗滌晶體的目的是： 。

（2）Fe和KClO4反應(yīng)放出的熱量能為熔融鹽電池提供550-660℃的溫度，使低熔點(diǎn)鹽熔化導(dǎo)電，從而激活電池，這類(lèi)電池稱(chēng)為熱電池。Li/FeS2熱電池工作時(shí)，Li轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧�鋰，F(xiàn)eS2轉(zhuǎn)變?yōu)殍F，該電池工作時(shí)，電池總反應(yīng)為： 。

（3）Fe和KClO4作為熱電池加熱材料的供熱原理為：KClO4 (s)+4Fe(s)= KCl (s)+ 4FeO(s)，△H< 0。

①600℃時(shí)FeO可部分分解生成Fe3O4，寫(xiě)成有關(guān)的化學(xué)方程式： 。

②稱(chēng)取一定質(zhì)量上述加熱材料反應(yīng)后的混合物（假定只含氯化鉀一種鉀鹽）于燒杯中，用蒸餾水充分洗滌、過(guò)濾、干燥，固體質(zhì)量減少了0.43g，在固體中繼續(xù)加入過(guò)量的稀硫酸，微熱讓其充分反應(yīng)，固體完全溶解得到的溶液中加入過(guò)量的NaOH溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗凈、干燥，再在空氣中充分灼燒得6.0 g棕色固體。求該加熱材料反應(yīng)前，鐵和高氯酸鉀的質(zhì)量。（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留2位有效數(shù)字） 。

Answer 1

(12分)

（1）NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl (2分)

盡可能除去溶解度較大的雜質(zhì) (2分)

（2）FeS2 +4Li=Fe +2Li2S (2分)

（3）①4FeO====Fe3O4＋Fe (2分)

②m(Fe)=n(Fe)×56g·mol－1= ×2×56g·mol－1=4.2g (2分)

m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol－1=n(KCl)×138.5g·mol－1=×138.5g·mol－=0.80g (2分)

【解析】

試題分析：（1）KCl、NaClO4溶解，因?yàn)镵ClO4的溶解度較小，所以KClO4以沉淀析出，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl；因?yàn)镵Cl、NaClO4的溶解度較大，用蒸餾水多次洗滌晶體的目的是盡可能除去溶解度較大的雜質(zhì)；

（2）Li/FeS2熱電池工作時(shí)，Li轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧�鋰，F(xiàn)eS2轉(zhuǎn)變?yōu)殍F，所以總反應(yīng)是FeS2 +4Li=Fe +2Li2S；

（3）①600℃時(shí)FeO可部分分解生成Fe3O4，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，同時(shí)Fe元素的化合價(jià)降低，生成Fe單質(zhì)，則FeO分解的化學(xué)方程式為4FeO====Fe3O4＋Fe；

②根據(jù)題意，反應(yīng)后的混合物為氧化亞銅和氯化鉀，用蒸餾水充分洗滌、過(guò)濾、干燥，固體質(zhì)量減少了0.43g，說(shuō)明KCl的質(zhì)量是0.43g；在固體中繼續(xù)加入過(guò)量的稀硫酸，微熱讓其充分反應(yīng)，固體完全溶解得到的溶液中加入過(guò)量的NaOH溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗凈、干燥，再在空氣中充分灼燒得6.0 g棕色固體，氧化亞銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，再與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，在空氣中氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，灼燒后生成氧化鐵，該紅棕色固體是氧化鐵，所以m(Fe)=n(Fe)×56g·mol－1= ×2×56g·mol－1=4.2g；m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol－1=n(KCl)×138.5g·mol－1=×138.5g·mol－=0.80g。

考點(diǎn)：考查對(duì)物質(zhì)制備的分析，化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用，質(zhì)量計(jì)算