Question

18．硝土中含有硝酸鎂、硝酸鈣、氯化鈉等物質(zhì)，草木灰的主要成分是碳酸鉀，民間曾用硝土和草木灰作原料來制取硝酸鉀，其主要生產(chǎn)流程如圖1：

某課外小組模仿該生產(chǎn)流程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請回答有關(guān)問題：
（1）寫出步驟①中生成MgCO₃沉淀的化學(xué)反應(yīng)方程式：Mg（NO₃）₂+K₂CO₃═MgCO₃↓+2KNO₃；
（2）在步驟①②③中都需要的常用玻璃儀器除燒杯外，還需要玻璃棒、漏斗；
（3）步驟 ④中濾液可重復(fù)使用的理由是濾液中含有較多的K₂CO₃，（或重復(fù)利用濾液中的K₂CO₃，節(jié)約原料）；
（4）參考圖2，解釋在生產(chǎn)流程中用蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl晶體，而用冷卻結(jié)晶得到KNO₃的原因NaCl的溶解度受溫度變化影響較小，KNO₃的溶解度受溫度變化影響較大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，硝土中的硝酸鎂、硝酸鈣可與草木炭的主要成分碳酸鉀發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鎂或碳酸鈣沉淀及硝酸鉀；
（2）過濾是分離固液混合物的常用的操作方法，該操作后可得到濾液和固體濾渣，結(jié)合過濾需要的儀器分析；
（3）冷卻至室溫過程中，熱的硝酸鉀飽和溶液析出晶體時，仍有部分硝酸鉀溶解在濾液中；可再次參與制取硝酸鉀，進(jìn)行硝酸鉀的提取；
（4）根據(jù)溶解度曲線圖，可確定兩物質(zhì)的溶解度受溫度影響的不同，利用這個差異解釋生產(chǎn)流程中用蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl晶體，而用冷卻結(jié)晶得到KNO₃晶體的原因．

解答 解：（1）硝土中的硝酸鎂與草木灰主要成分碳酸鉀反應(yīng)，生成碳酸鎂沉淀和硝酸鉀，化學(xué)方程式為Mg（NO₃）₂+K₂CO₃═MgCO₃↓+2KNO₃；
（2）根據(jù)步驟①②③完成后得到濾液和固體物質(zhì)濾渣，可判斷操作a為過濾操作，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；
（3）降溫結(jié)晶析出晶體后的溶液仍為該溶質(zhì)的飽和溶液，因此，濾液中還較有較多的硝酸鉀，通過再次操作可繼續(xù)獲得硝酸鉀晶體；
（4）根據(jù)溶解度曲線圖，氯化鈉的溶解度受溫度影響不大，在獲得氯化鈉晶體時應(yīng)采取蒸發(fā)結(jié)晶的方法，而硝酸鉀的溶解度隨溫度改變變化較大，采取降溫結(jié)晶獲得硝酸鉀晶體更為方便；
故答案為：（1）Mg（NO₃）₂+K₂CO₃═MgCO₃↓+2KNO₃；（2）玻璃棒，漏斗；（3）濾液中含有較多的K₂CO₃，（或重復(fù)利用濾液中的K₂CO₃，節(jié)約原料）；
（4）NaCl的溶解度受溫度變化影響較小，KNO₃的溶解度受溫度變化影響較大．

點(diǎn)評 利用流程圖分析用硝土和草木灰作原料來制取硝酸鉀的主要生產(chǎn)流程，明確其中所涉及的操作和發(fā)生的反應(yīng)，此乃解決問題的一般的思考方法．