Question

4．KNO₃是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KN0₃制备方法的主要步骤：

（1）反应工中，CaS0₄与NH₄ HCO₃的物质的量之比为1：2，该反应的化学方程式为CaSO₄+2NH₄HCO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是分离NH₄Cl与K₂SO₄，加快化学反应速率；
（3）从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaS0₄的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是防止KNO₃结晶，提高KNO₃的产率．
（4）整个流程中，可循环利用的物质有（NH₄）₂SO₄、CaSO₄、KNO₃（填化学式）．
（5）将硝酸与浓KC1溶液混合，也可得到KNO₃，同时生成等体积的气体A和气体B（NOCl），该反应的化学方程式为NOCl．

Answer 1

分析 反应Ⅰ中，CaSO₄与NH₄HCO₃的物质的量之比为1：2，由流程题可知生成CaCO₃、（NH₄）₂SO₄和CO₂，过滤后在滤液的主要成分为（NH₄）₂SO₄，加入KCl，在干态、加热的条件下进行，分离出氯化铵，可得硫酸钾，在滤液中加入硝酸钙，可得到硫酸钙和硝酸钾，经过滤、蒸发、浓缩结晶可得硝酸钾，以此解答该题．

解答 解：（1）反应Ⅰ中，CaSO₄与NH₄HCO₃的物质的量之比为1：2，由流程题可知生成CaCO₃、（NH₄）₂SO₄和CO₂，由质量守恒可知反应的方程式为CaSO₄+2NH₄HCO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
故答案为：CaSO₄+2NH₄HCO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）（NH₄）₂SO₄加入KCl，在干态、加热的条件下进行，可生成易分解的氯化铵，加热时氯化铵分解生成氯化氢和氨气，温度降低又生成氯化铵，以此可分离出氯化铵，得硫酸钾，且能加快反应的速率；故答案为：分离NH₄Cl与K₂SO₄，加快化学反应速率；
（3）从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO₄的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是防止KNO₃结晶，提高KNO₃的产率，
故答案为：防止KNO₃结晶，提高KNO₃的产率；
（4）整个流程中，可循环利用的物质除（NH₄）₂SO₄外，还有CaSO₄、KNO₃，故答案为：（NH₄）₂SO₄、CaSO₄、KNO₃；
（5）硝酸与浓KC1反应生成硝酸钾和氯气以及NOCl，反应的化学方程式为4HNO₃+3KCl=NOCl↑+Cl₂↑+3KNO₃++2H₂O，
故答案为：4HNO₃+3KCl=NOCl↑+Cl₂↑+3KNO₃++2H₂O．

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型，注意根据流程图把握实验的原理和操作方法，难度较大．