Question

硝酸鉀既是一種重要的工業(yè)原料又是一種優(yōu)質(zhì)的無氯鉀氮復(fù)合肥，實驗室可通過下列所示的流程制備之．

硝酸鉀等四種鹽在不同溫度下的溶解度（單位：g）見下表．

	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

請回答下列問題：
（1）該制備流程實際是工業(yè)制取硝酸鉀過程的實驗室再現(xiàn)，則步驟一所溶解的固體是

 

（答物質(zhì)的名稱）．
（2）在步驟二中，先蒸發(fā)（通過加熱、攪拌進行）使溶液濃縮，這時會有

 

（答物質(zhì)的名稱）晶體逐漸析出；當(dāng)溶液體積減少到約原來的一半時，迅速趁熱過濾，但承接濾液的燒杯應(yīng)預(yù)先加適量的蒸餾水，則此蒸餾水的作用是

 

．
（3）為便于吸濾，在安裝減壓過濾裝置時，應(yīng)使吸濾瓶的支管口與

 

相對．吸濾完成后，吸濾瓶中的溶液應(yīng)從

 

倒出．
（4）從溶液中析出的晶體顆粒的大小與結(jié)晶的條件有關(guān)．下列敘述正確的是

 

．（填字母）
a．在一定條件下，溶質(zhì)的溶解度越小或溶液的濃度越低，析出的品粒就越細小
b．在一定條件下，溶劑的蒸發(fā)速度越慢或溶液冷卻得越慢，析出的晶粒就較大
c．在一定條件下，溶質(zhì)的溶解度越大或溶液冷卻得越快，析出的品粒就就較大
d．當(dāng)溶液過飽和時，振蕩容器或向溶液中投入幾粒晶體，都能促使晶體析出
（5）在步驟六對產(chǎn)品進行Cl^-檢驗的目的是

 

．
（6）該制備硝酸鉀的化學(xué)原理之一是利用不同物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化而發(fā)生不同的變化，具體的說就是

 

．又某化工廠用KCl、HNO₃溶液和O₂為原料反應(yīng)制備硝酸鉀，同時副產(chǎn)Cl₂等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：由表中數(shù)據(jù)可知氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，其他三種物質(zhì)的溶解度在高溫時很大或較大，而在溫度降低時明顯減小或急劇下降，所以該實驗原理是：以硝酸鈉和氯化鉀為原料，加水溶解，在步驟二中，先蒸發(fā)（通過加熱、攪拌進行）使溶液濃縮，由于NaCl溶解較小，則這時會有NaCl析出，步驟三是冷卻、減壓過濾，降溫時，由于硝酸鉀的溶解度隨溫度變化較大，則可析出硝酸鉀，此時硝酸鉀中含有少量雜質(zhì)，經(jīng)重結(jié)晶可到較為純凈的硝酸鉀，以此解答該題．

解答： 解：（1）由于硝酸鉀的溶解度隨溫度變化較大，而氯化鉀和硝酸鈉的溶解度隨溫度變化較小，則可用硝酸鈉和氯化鉀為原料，用重結(jié)晶的方法制備，
故答案為：硝酸鈉和氯化鉀；
（2）在步驟二中，先蒸發(fā)（通過加熱、攪拌進行）使溶液濃縮，由于NaCl溶解較小，則這時會有NaCl析出，過濾時，承接濾液的燒杯應(yīng)預(yù)先加適量的蒸餾水，防止降溫時氯化鈉溶液達飽和而析出，
故答案為：氯化鈉；防止降溫時氯化鈉溶液達飽和而析出；
（3）為便于吸濾，布氏漏斗上的橡膠塞插入吸濾瓶內(nèi)不能太長，為了防止液體沿著漏斗下端從支管口抽進去，需布氏漏斗的頸口斜面與吸濾瓶支管口相對，安全瓶內(nèi)左側(cè)導(dǎo)管不能太長，吸濾完成后，吸濾瓶中的溶液應(yīng)從吸濾瓶上口倒出，
故答案為：布氏漏斗的頸口斜面； 吸濾瓶上口；
（4）晶體顆粒的大小與結(jié)晶條件有關(guān)，溶質(zhì)的溶解度越小，或溶液的濃度越高，或溶劑的蒸發(fā)越快，或溶液冷卻得越快，析出的晶粒就越細小，反之越大，而當(dāng)溶液過飽和時，振蕩容器或向溶液中投入幾粒晶體，都能促使晶體析出，
故答案為：bd；
（5）通過對氯離子的檢驗，可判斷產(chǎn)品中是否含有氯化鈉、氯化鉀等雜質(zhì)，以判斷是否達到無氯鉀氮復(fù)合肥的要求，故答案為：檢驗產(chǎn)品中是否含氯化鈉等雜質(zhì)；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，其他三種物質(zhì)的溶解度在高溫時很大或較大，而在溫度降低時明顯減小或急劇下降，根據(jù)不同物質(zhì)的溶解度的變化可利用重結(jié)晶的方法制備所需物質(zhì)，
用KCl、HNO₃溶液和O₂為原料反應(yīng)制備硝酸鉀，同時副產(chǎn)Cl₂等，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KCl+4HNO₃+O₂=4KNO₃+2C1₂+2H₂O，
故答案為：氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，其他三種物質(zhì)的溶解度在高溫時很大或較大，而在溫度降低時明顯減小或急劇下降；4KCl+4HNO₃+O₂=4KNO₃+2C1₂+2H₂O．

點評：本題考查物質(zhì)的制備，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰Φ目疾椋瑸楦呖汲Ｒ婎}型，答題時注意把握表中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，難度中等．