化学反应的条件多种多样，“撞击”也是其中的一种．如：NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等组成的混合物受撞击时会产生大量气体，因而曾用作汽车安全气囊的产气药剂，其原理如下：①NaN3受撞击

Question

化学反应的条件多种多样，“撞击”也是其中的一种．如：NaN₃、Fe₂O₃、KClO₄、NaHCO₃等组成的混合物受撞击时会产生大量气体，因而曾用作汽车安全气囊的产气药剂，其原理如下：
①NaN₃受撞击分解产生金属钠和氮气；
②金属钠将Fe₂O₃中铁置换出来，同时又将KClO₄还原为KCl；
③NaHCO₃受热分解．
请回答下列问题：

（1）KClO₄（高氯酸钾）中氯元素的化合价为___，NaN₃（叠氮酸钠）中阴离子的符号为___．
（2）若取100g上述产气药剂进行实验（假设各物质均反应完全）
①产生的气体成分有___（填化学式）．
②所得固体产物遇水显强碱性，则固体产物中有___（填化学式）．
③若气体通过足量的碱石灰后体积为33.6L（标准状况），则产气药剂中NaN₃的质量分数为___．
（3）欲使各物质均反应完全，从最初反应物和最终生成物的组成来分析，产气药剂中有关物质的物质的量n（ NaN₃）、n（Fe₂O₃）、n（KClO₄）三者之间，应满足的定量关系是___．
（4）已知相关物质的溶解度随温度变化的曲线如图，请补充完整实验室制取KClO₄的步骤为：称取一定质量的KCl、NaClO₄溶解后加热，___，蒸馏水洗涤干净，真空干燥得到KClO₄．

Answer 1

（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得高氯酸钾中氯元素的化合价为：（+1）+x+（-2）×4=0，解答 x=+7；NaN₃（叠氮酸钠）中阴离子的符号为N₃^-；故答案为：+7；N₃^-；
（2）①根据以上分析，气药剂反应生成的混合气体为CO₂、N₂、H₂O，故答案为：CO₂、N₂、H₂O；
②根据以上分析，固体产物中有Na₂O、Na₂CO₃，故答案为：Na₂O、Na₂CO₃；
③气药剂反应生成的混合气体为H₂O、CO₂、N₂，碱石灰恰好能吸收水和二氧化碳，所以若气体通过足量的碱石灰后体积为33.6L（标准状况）即N₂，物质的量为(33.6L)/(22.4L/mol)=1.5mol，化学反应过程中遵守氮原子守恒，可知NaN₃的物质的量为(1.5mol×2)/(3)=1mol，NaN₃的质量为1mol×65g/mol=65g，气药剂中NaN₃的质量分数为(65g)/(100g)×100%=65%，故答案为：65%；
（3）由以上分析，反应方程式依次为2NaN₃ (撞击.)/()2Na+3N₂↑，Fe₂O₃+6Na (撞击.)/()2Fe+3Na₂O，KClO₄+8Na (撞击.)/()KCl+4Na₂O，所以欲使各物质均反应完全，则有n（ NaN₃）=6n（Fe₂O₃）+8n（KClO₄），故答案为：n（ NaN₃）=6n（Fe₂O₃）+8n（KClO₄）；
（4）由溶解度图可知，NaClO₄溶解度较大，KClO₄溶解度较小，从溶液中制取KClO₄，称取一定质量的KCl、NaClO₄溶解后加热反应、再冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤干净，真空干燥得到KClO₄，故答案为：冷却结晶，过滤．