Question

硝酸钾既是一种重要的工业原料又是一种优质的无氯钾氮复合肥，实验室可通过下列所示的流程制备之．

硝酸钾等四种盐在不同温度下的溶解度（单位：g）见下表．

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	60℃	80℃	100℃
KNO3	13.3	20.9	31.6	45.8	63.9	110.0	169	246
KCl	27.6	31.0	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

请回答下列问题：
（1）该制备流程实际是工业制取硝酸钾过程的实验室再现，则步骤一所溶解的固体是

 

（答物质的名称）．
（2）在步骤二中，先蒸发（通过加热、搅拌进行）使溶液浓缩，这时会有

 

（答物质的名称）晶体逐渐析出；当溶液体积减少到约原来的一半时，迅速趁热过滤，但承接滤液的烧杯应预先加适量的蒸馏水，则此蒸馏水的作用是

 

．
（3）为便于吸滤，在安装减压过滤装置时，应使吸滤瓶的支管口与

 

相对．吸滤完成后，吸滤瓶中的溶液应从

 

倒出．
（4）从溶液中析出的晶体颗粒的大小与结晶的条件有关．下列叙述正确的是

 

．（填字母）
a．在一定条件下，溶质的溶解度越小或溶液的浓度越低，析出的品粒就越细小
b．在一定条件下，溶剂的蒸发速度越慢或溶液冷却得越慢，析出的晶粒就较大
c．在一定条件下，溶质的溶解度越大或溶液冷却得越快，析出的品粒就就较大
d．当溶液过饱和时，振荡容器或向溶液中投入几粒晶体，都能促使晶体析出
（5）在步骤六对产品进行Cl^-检验的目的是

 

．
（6）该制备硝酸钾的化学原理之一是利用不同物质的溶解度随温度的变化而发生不同的变化，具体的说就是

 

．又某化工厂用KCl、HNO₃溶液和O₂为原料反应制备硝酸钾，同时副产Cl₂等，则该反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：由表中数据可知氯化钠的溶解度随温度变化不大，其他三种物质的溶解度在高温时很大或较大，而在温度降低时明显减小或急剧下降，所以该实验原理是：以硝酸钠和氯化钾为原料，加水溶解，在步骤二中，先蒸发（通过加热、搅拌进行）使溶液浓缩，由于NaCl溶解较小，则这时会有NaCl析出，步骤三是冷却、减压过滤，降温时，由于硝酸钾的溶解度随温度变化较大，则可析出硝酸钾，此时硝酸钾中含有少量杂质，经重结晶可到较为纯净的硝酸钾，以此解答该题．

解答： 解：（1）由于硝酸钾的溶解度随温度变化较大，而氯化钾和硝酸钠的溶解度随温度变化较小，则可用硝酸钠和氯化钾为原料，用重结晶的方法制备，
故答案为：硝酸钠和氯化钾；
（2）在步骤二中，先蒸发（通过加热、搅拌进行）使溶液浓缩，由于NaCl溶解较小，则这时会有NaCl析出，过滤时，承接滤液的烧杯应预先加适量的蒸馏水，防止降温时氯化钠溶液达饱和而析出，
故答案为：氯化钠；防止降温时氯化钠溶液达饱和而析出；
（3）为便于吸滤，布氏漏斗上的橡胶塞插入吸滤瓶内不能太长，为了防止液体沿着漏斗下端从支管口抽进去，需布氏漏斗的颈口斜面与吸滤瓶支管口相对，安全瓶内左侧导管不能太长，吸滤完成后，吸滤瓶中的溶液应从吸滤瓶上口倒出，
故答案为：布氏漏斗的颈口斜面； 吸滤瓶上口；
（4）晶体颗粒的大小与结晶条件有关，溶质的溶解度越小，或溶液的浓度越高，或溶剂的蒸发越快，或溶液冷却得越快，析出的晶粒就越细小，反之越大，而当溶液过饱和时，振荡容器或向溶液中投入几粒晶体，都能促使晶体析出，
故答案为：bd；
（5）通过对氯离子的检验，可判断产品中是否含有氯化钠、氯化钾等杂质，以判断是否达到无氯钾氮复合肥的要求，故答案为：检验产品中是否含氯化钠等杂质；
（6）由表中数据可知氯化钠的溶解度随温度变化不大，其他三种物质的溶解度在高温时很大或较大，而在温度降低时明显减小或急剧下降，根据不同物质的溶解度的变化可利用重结晶的方法制备所需物质，
用KCl、HNO₃溶液和O₂为原料反应制备硝酸钾，同时副产Cl₂等，该反应的化学方程式为4KCl+4HNO₃+O₂=4KNO₃+2C1₂+2H₂O，
故答案为：氯化钠的溶解度随温度变化不大，其他三种物质的溶解度在高温时很大或较大，而在温度降低时明显减小或急剧下降；4KCl+4HNO₃+O₂=4KNO₃+2C1₂+2H₂O．

点评：本题考查物质的制备，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，为高考常见题型，答题时注意把握表中数据的变化规律，难度中等．