Question

氯酸鉀是一種強氧化劑，多用來制造火柴和煙花等。制取氯酸鉀的方法有兩種：第一種，無隔膜電解熱的氯化鉀水溶液，電解的生成物相互反應制得氯酸鉀。

①電解池中電極反應的方程式是

陰極：                       ，陽極：                       。

②寫出生成氯酸鉀的離子方程式，并標明電子轉移的方向和數目                    。

第二種，無隔膜電解熱的氯化鈉水溶液，然后用電解后溶液中的一種產物與等物質的量的氯化鉀水溶液混合制得氯酸鉀。

③第二種方法中制得氯酸鉀的化學方程式是                                  ，該反應能夠進行的原因是                                                          。

④已知下列各物質的價格如下表：

物質	NaCl	KCl	NaClO3	KClO3	KOH
價格（元/50kg）	500	1900	4200	26000	10600

從經濟效益分析，上述方法中的第      種方法更好，理由是                         

                                                                              。

Answer 1

① 2H⁺+2e^—==H₂↑（1分），2Cl^——2e^—== Cl ₂↑（1分）

②（2分）

③NaClO₃+KCl==KClO₃+NaCl（2分）；四種物質中氯酸鉀的溶解度最小，可以從溶液中析出，使反應向著生成氯酸鉀的方向進行。（2分）

④第二種（1分）

第一種方法中生成KClO₃時只利用了原料KCl的1/6，其余5/6又恢復為原料KCl，而KCl的價格高于NaCl，這在經濟上是低效益的。（2分）

解析:

①由離子的放電順序知，氫離子比鉀離子易放電，氯離子比氫氧根離子易放電，故陰極是氫離子放電，陽極是氯離子放電，電極反應式為，陰極： 2H⁺+2e^—==H₂↑

陽極：2Cl^——2e^—== Cl ₂↑

②電解生成了氫氣、氯氣、氫氧化鉀，要得到氯酸鉀，很明顯是氯氣與氫氧化鉀在加熱條件下反應得到的，故其離子反應式及電子轉移的方向和數目為：

③電解氯化鈉溶液與電解氯化鉀溶液的電極反應是一樣的，即電解后得到氯酸鈉溶液，氯酸鈉再與等物質的量氯化鉀反應生成氯酸鉀，而另一產物必然是氯化鈉，反應方程式為：NaClO₃+KCl==KClO₃+NaCl，該反應為一個復分解反應，之所以可以向生成氯酸鉀的方向進行只能是氯酸的溶解度小，可以從溶液中析出，從而降低溶液中鉀離子和氯酸根離子的濃度。

④從價格上明顯可以看出氯化鉀比氯化鈉的價格要高得多，而第一種方法氯化鉀的利用率只有1/6，第二種方法氯化鉀的利用率為100%，故第二種方法更好，理由是第一種方法中生成KClO₃時只利用了原料KCl的1/6，其余5/6又恢復為原料KCl，而KCl的價格高于NaCl，這在經濟上是低效益的。