Question

【題目】高氯酸鹽(ClO4－)有高穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性，常作為氧化劑用于工業(yè)生產(chǎn)。

(1)高氯酸鹽中氯元素的化合價(jià)為________。

(2)下列敘述中可說(shuō)明氯元素比硫元素非金屬性強(qiáng)的是_________。

① HCl比H2S穩(wěn)定

② HClO4的酸性比H2SO3的強(qiáng)

③ Cl2可與Na2S發(fā)生置換反應(yīng)

(3)NH4ClO4是復(fù)合火箭推進(jìn)劑的重要成分，實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)反應(yīng)NaClO4＋NH4ClNH4ClO4＋NaCl制取。相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖：

① 結(jié)合溶解度，分析該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因________。

② 從反應(yīng)后熱的混合液中獲得較多NH4ClO4晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為________、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、冰水洗滌。

(4)高氯酸鹽是一種新型的無(wú)機(jī)污染物，ClO4－的主要危害是與碘離子競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入人體甲狀腺，影響甲狀腺的正常功能。利用電化學(xué)催化法，酸性環(huán)境中，可將ClO4－還原為Cl－，該電極反應(yīng)式為________。

(5)已知，加熱時(shí)Cu(ClO4)2的分解方式有以下兩種：

2Cu(ClO4)2 2CuO+7O2↑+2Cl2↑

Cu(ClO4)2 CuCl2+4O2↑

取一定質(zhì)量的Cu(ClO4)2·6H2O樣品，加熱至某溫度使其完全分解，若測(cè)得V(O2)∶V(Cl2)＝5∶1，則分解所得固體產(chǎn)物中CuO與CuCl2的物質(zhì)的量之比為________。

Answer 1

【答案】＋7 ①③ 80℃時(shí)，氯化鈉溶解度小于其他物質(zhì)(生成物溶解度小于反應(yīng)物) 趁熱過(guò)濾 ClO4－+8H++8e－=Cl－+4H2O 8∶3

【解析】

(1)根據(jù)高氯酸鹽的化合價(jià)之和等于0判斷氯元素的化合價(jià)；

(2)根據(jù)元素周期律判斷非金屬性強(qiáng)弱；

(3) ①根據(jù)反應(yīng)條件在80℃時(shí)，溶解度的變化判斷；

②利用NH4ClO4和NaCl的溶解度差異判斷；

(4)根據(jù)根據(jù)酸性條件下化合價(jià)的變化判斷電極反應(yīng)；

(5)根據(jù)反應(yīng)：2Cu(ClO4)2 2CuO+7O2↑+2Cl2↑、Cu(ClO4)2 CuCl2+4O2↑由氧氣和氯氣的關(guān)系可確定氧化銅和氯化銅的物質(zhì)的量的關(guān)系。

(1)高氯酸鹽(ClO4－)中氧為-2價(jià)，離子化合價(jià)之和等于-1，氯元素的化合價(jià)為+7價(jià)；

(2) ①氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定可以用來(lái)比較非金屬性的強(qiáng)弱，故HCl比H2S穩(wěn)定，故①正確；

② HClO4的酸性比H2SO3的強(qiáng)不能比較，亞硫酸不是最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，故②錯(cuò)誤；

③ Cl2可與Na2S發(fā)生置換反應(yīng)，單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，可以比較，故③正確；

答案選①③；

(3)①結(jié)合溶解度，80℃時(shí)，氯化鈉溶解度小于其他物質(zhì)(生成物溶解度小于反應(yīng)物)，該反應(yīng)能夠發(fā)生；

②從反應(yīng)后熱的混合液中獲得較多NH4ClO4晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為趁熱過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、冰水洗滌；

(4)酸性環(huán)境中，可將ClO4－還原為Cl－，氯元素的化合價(jià)降低了8，得到8個(gè)電子，氫離子存在時(shí)，該電極反應(yīng)式為ClO4－+8H++8e－=Cl－+4H2O；

(5)已知，加熱時(shí)Cu(ClO4)2的分解方式有以下兩種：2Cu(ClO4)2 2CuO+7O2↑+2Cl2↑、Cu(ClO4)2 CuCl2+4O2↑。設(shè)分解所得固定產(chǎn)物中CuO的物質(zhì)的量為xmol，CuCl2的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量為（3.5x+4y）mol，氯氣的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)題意V（O2）：V（Cl2）=（3.5x+4y）：x=5：1，所以x：y=8：3，分解所得固體產(chǎn)物中CuO與CuCl2的物質(zhì)的量之比為8:3。