Question

硝酸钾属于二元复合肥，在农业市场用途广泛，工业上可用智利硝石（化学组成为NaNO₃、Na₂O、N₂O₅等）与氯化钾通过复分解反应来制备．制备工艺如图所示：
在NaNO₃和KCl的混合溶液中，同时存在Na⁺、K⁺、Cl^-和NO₃^-四种离子．由它们组成的四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）如下表所示：

	0	10	20	30	40	60	80	100
KNO3	13.3	20.9	31.6	45.8	63.9	110.0	169	246
KCl	27.7	31	34.0	37.0	40.0	45.5	51.1	56.7
NaNO3	73	80	88	96	104	124	148	180
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.3	38.4	39.8

1．硝酸钾的制备
（1）操作①是将滤液Ⅰ小火加热蒸发浓缩至原体积的三分之二，这时溶液中开始有较多晶体析出，是

 

晶体（填化学式）．趁热减压过滤，滤液中很快出现晶体，是

 

晶体（填化学式）．
（2）实验室进行操作①时要用到下面哪些仪器

 

（填代号）
a．表面皿b．坩埚c．蒸发皿d．玻璃棒e．泥三角f．漏斗
（3）操作②时冷却结晶、抽滤．若要想得到大块状KNO₃晶体，应该

 

（填“缓慢降温”或“快速降温”）．
2．硝酸钾的提纯
（1）另取适量蒸馏水加入抽滤瓶中，是结晶重新溶解，并将溶液转移至烧杯中缓慢加热，蒸发至原有体积的三分之二，静置、冷却，待结晶析出，再进行减压过滤．洗涤两遍，将晶体抽干、称量．这种提纯KNO₃的方法叫

 

．洗涤晶体可用

 

（填代号）．
a．饱和硝酸钾溶液b．乙醇c．冰水d．饱和NaCl溶液
（2）写出检验KNO₃晶体的纯度的实验方法

 

（3）化学实验中常用的物质提纯的方法还有那些

 

（填出三种）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：智利硝石（化学组成为NaNO₃、Na₂O、N₂O₅等）与氯化钾通过复分解反应来制备硝酸钾，热水中溶解过滤得到溶液中含有NaNO₃，氧化钠溶于水生成NaOH，N₂O₅溶于水得到硝酸，硝酸和氢氧化钠反应得到硝酸钠溶液，滤液Ⅰ成分主要是硝酸钠溶液，加入氯化钾，小火加热蒸发浓缩至原体积的三分之二，依据溶解度分析氯化钠随温度升高变化不大，所以先析出，趁热减压过滤，滤液中很快出现晶体，是利用硝酸钾溶解度随温度变化大，减压过滤会析出晶体硝酸钾；操作②是冷却结晶、抽滤，得到硝酸钾晶体粗产品；
1、（1）分析滤液成分，结合物质溶解度分析判断过程中析出晶体；
（2）实验操作①蒸发溶液需要用蒸发皿、玻璃棒得到晶体用过滤方法得到晶体，还需要漏斗等；
（3）操作②是冷却结晶、抽滤，若要想得到大块状KNO₃晶体，应缓慢降温使晶体充分析出；
2、（1）晶体溶解后重新析出得晶体的过程为重结晶，洗涤晶体试剂，需要减少晶体损失分析判断；
（2）检验晶体是否纯净可以溶解的溶液中证明是否含有氯离子设计证明；
（3）化学实验中常用的物质提纯的方法有升华、过滤、蒸发结晶、萃取、蒸馏等；

解答： 解：智利硝石（化学组成为NaNO₃、Na₂O、N₂O₅等）与氯化钾通过复分解反应来制备硝酸钾，热水中溶解过滤得到溶液中含有NaNO₃，氧化钠溶于水生成NaOH，N₂O₅溶于水得到硝酸，硝酸和氢氧化钠反应得到硝酸钠溶液，滤液Ⅰ成分主要是硝酸钠溶液，加入氯化钾，小火加热蒸发浓缩至原体积的三分之二，依据溶解度分析氯化钠随温度升高变化不大，所以先析出，趁热减压过滤，滤液中很快出现晶体，是利用硝酸钾溶解度随温度变化大，减压过滤会析出晶体硝酸钾；操作②是冷却结晶、抽滤，得到硝酸钾晶体粗产品；
1、（1）分析滤液成分为氯化钠、硝酸钾溶液，氯化钠溶解度随温度变化并不大，硝酸钾溶解度随温度升高增大程度大，操作①是将滤液Ⅰ小火加热蒸发浓缩至原体积的三分之二，这时溶液中开始有较多晶体析出的是氯化钠，趁热减压过滤，滤液中很快出现晶体为硝酸钾；
故答案为：NaCl，KNO₃；
（2）实验操作①蒸发溶液需要用蒸发皿、玻璃棒得到晶体用过滤方法得到晶体，还需要漏斗等；
故答案为：cdf；
（3）操作②是冷却结晶、抽滤，若要想得到大块状KNO₃晶体，应缓慢降温使晶体充分析出；
故答案为：缓慢降温；
2、（1）晶体溶解后重新析出得晶体的过程为重结晶，洗涤晶体试剂，需要减少晶体损失，饱和硝酸钾洗涤避免晶体溶解可以，乙醇不能溶解硝酸钾可以洗涤，且易挥发，水洗涤会溶解硝酸钾，饱和氯化钠溶液洗涤依据溶解度大小可知硝酸钾可以溶解在 饱和氯化钠溶液中，故选ab；
故答案为：重结晶，ab；
（2）检验晶体是否纯净可以检验溶解的溶液中是否含有氯离子设计，取洗涤晶体的洗涤液少许与试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀生成证明洗涤干净，若有白色沉淀生成证明未洗涤干净；
故答案为：取洗涤晶体的洗涤液少许与试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀生成证明洗涤干净，若有白色沉淀生成证明未洗涤干净；
（3）化学实验中常用的物质提纯的方法有升华、过滤、蒸发结晶、萃取、蒸馏等，故答案为：升华、过滤、蒸发结晶、萃取、蒸馏．

点评：本题考查了物质分离的方法和物质性质的综合应用，实验基本操作的理解应用，离子检验方法，掌握基础是关键，题目难度中等．