Question

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

(1)高氯酸鹽中氯元素的化合價為________。

(2)下列敘述中可說明氯元素比硫元素非金屬性強的是_________。

① HCl比H2S穩(wěn)定

② HClO4的酸性比H2SO3的強

③ Cl2可與Na2S發(fā)生置換反應

(3)NH4ClO4是復合火箭推進劑的重要成分，實驗室可通過反應NaClO4＋NH4ClNH4ClO4＋NaCl制取。相關物質的溶解度曲線如圖：

① 結合溶解度，分析該反應能夠發(fā)生的原因________。

② 從反應后熱的混合液中獲得較多NH4ClO4晶體的實驗操作依次為________、蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、冰水洗滌。

(4)高氯酸鹽是一種新型的無機污染物，ClO4－的主要危害是與碘離子競爭進入人體甲狀腺，影響甲狀腺的正常功能。利用電化學催化法，酸性環(huán)境中，可將ClO4－還原為Cl－，該電極反應式為________。

(5)已知，加熱時Cu(ClO4)2的分解方式有以下兩種：

2Cu(ClO4)2 2CuO+7O2↑+2Cl2↑

Cu(ClO4)2 CuCl2+4O2↑

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

Answer 1

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

【解析】

(1)根據(jù)高氯酸鹽的化合價之和等于0判斷氯元素的化合價；

(2)根據(jù)元素周期律判斷非金屬性強弱；

(3) ①根據(jù)反應條件在80℃時，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)酸性條件下化合價的變化判斷電極反應；

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

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

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

② HClO4的酸性比H2SO3的強不能比較，亞硫酸不是最高價氧化物對應的水化物，故②錯誤；

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

答案選①③；

(3)①結合溶解度，80℃時，氯化鈉溶解度小于其他物質(生成物溶解度小于反應物)，該反應能夠發(fā)生；

②從反應后熱的混合液中獲得較多NH4ClO4晶體的實驗操作依次為趁熱過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、冰水洗滌；

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

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