Question

3．KNO₃是重要的化工產(chǎn)品，如圖是一種已獲得專利的KNO₃制備方法的主要步驟：

（1）反應(yīng)I中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質(zhì)的量之比為1：2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO₄+2NH₄HCO₃→CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）反應(yīng)II需在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是分離NH₄Cl與K₂SO₄，加快化學(xué)反應(yīng)速率；從反應(yīng)IV所得混合物中分離出CaSO₄的方法是趁熱過濾，趁熱過濾的目的是防止KNO₃結(jié)晶，提高KNO₃的產(chǎn)率．
（3）檢驗反應(yīng)II所得K₂ SO₄中是否混有KCl的方法是：取少量K₂ SO₄樣品溶解于水，加入Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中滴加AgNO₃溶液，若有沉淀生成，說明K₂SO₄中混有KCl．
（4）整個流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)有CaSO₄、KNO₃（填化學(xué)式）．
（5）將硝酸與濃KC1溶液混合，也可得到KNO₃，同時生成等體積的氣體A和氣體B．B是三原子分子，B與O₂反應(yīng)生成1體積氣體A和2體積紅棕色氣體C．B的分子式為NOCl．

Answer 1

分析 反應(yīng)Ⅰ中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質(zhì)的量之比為1：2，由流程題可知生成CaCO₃、（NH₄）₂SO₄和CO₂，過濾后在濾液的主要成分為（NH₄）₂SO₄，加入KCl，在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，分離出氯化銨，得到硫酸鉀，在濾液中加入硝酸鈣，可得到硫酸鈣和硝酸鉀，經(jīng)過濾、蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶可得硝酸鉀，向碳酸鈣中加入稀硝酸得到硝酸鈣和二氧化碳，
（1）反應(yīng)I中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質(zhì)的量之比為1：2，二者反應(yīng)生成碳酸鈣、硫酸銨、二氧化碳和水；
（2）溫度越高反應(yīng)速率越大；硝酸鉀的溶解度隨著溫度升高而增大；
（3）氯離子用硝酸銀溶液檢驗，氯離子和銀離子能生成白色沉淀；
（4）整個流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)有硫酸鈣和硝酸鉀；
（5）將硝酸與濃KC1溶液混合，也可得到KNO₃，同時生成等體積的氣體A和氣體B，B是三原子分子，B與O₂反應(yīng)生成1體積氣體A和2體積紅棕色氣體C，C是NO₂，A中含有Cl元素，根據(jù)元素守恒知，B中含有N、Cl元素．

解答 解：反應(yīng)Ⅰ中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質(zhì)的量之比為1：2，由流程題可知生成CaCO₃、（NH₄）₂SO₄和CO₂，過濾后在濾液的主要成分為（NH₄）₂SO₄，加入KCl，在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，分離出氯化銨，得到硫酸鉀，在濾液中加入硝酸鈣，可得到硫酸鈣和硝酸鉀，經(jīng)過濾、蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶可得硝酸鉀，向碳酸鈣中加入稀硝酸得到硝酸鈣和二氧化碳，
（1）反應(yīng)I中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質(zhì)的量之比為1：2，二者反應(yīng)生成碳酸鈣、硫酸銨、二氧化碳和水，反應(yīng)方程式為CaSO₄+2NH₄HCO₃→CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑，故答案為：CaSO₄+2NH₄HCO₃→CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）溫度越高反應(yīng)速率越大，所以加熱目的是加快反應(yīng)速率，從而迅速分離分離NH₄Cl與K₂SO₄；硝酸鉀的溶解度隨著溫度升高而增大，所以加熱目的是防止硝酸鉀結(jié)晶，提高硝酸鉀的產(chǎn)率，
故答案為：分離NH₄Cl與K₂SO₄，加快化學(xué)反應(yīng)速率；防止KNO₃結(jié)晶，提高KNO₃的產(chǎn)率；
（3）氯離子用硝酸銀溶液檢驗，氯離子和銀離子能生成白色沉淀，因為硫酸根離子也能和銀離子反應(yīng)生成白色沉淀，所以其檢驗方法為加入Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中滴加AgNO₃溶液，若有沉淀生成，說明K₂SO₄中混有KCl，
故答案為：加入Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液中滴加AgNO₃溶液，若有沉淀生成，說明K₂SO₄中混有KCl；
（4）整個流程中，可以作為反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)可循環(huán)利用，可循環(huán)利用的物質(zhì)有硫酸鈣和硝酸鉀，故答案為：CaSO₄、KNO₃；
（5）將硝酸與濃KC1溶液混合，也可得到KNO₃，同時生成等體積的氣體A和氣體B，B是三原子分子，B與O₂反應(yīng)生成1體積氣體A和2體積紅棕色氣體C，C是NO₂，A中含有Cl元素，根據(jù)元素守恒知，B中含有N、Cl元素，根據(jù)反應(yīng)前后原子守恒知，A是氯氣，B中還含有O元素，其分子式為NOCl，故答案為：NOCl．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生分析、判斷及對元素化合物知識的綜合運(yùn)用、實驗基本操作方法的理解和掌握，明確流程圖中每一步發(fā)生的反應(yīng)、每一步操作是解本題關(guān)鍵，綜合性較強(qiáng)，對學(xué)生整體要求較大，難度中等．