题目内容

3．KNO3是重要的化工产品，下面是一种己获得专利的KNO3制备方法的主要步骤：

（1）反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3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；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；
（3）检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水，加入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl；
（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KCl溶液混合，也可得到KNO3，同时生成等体积的气体A和气体B．B是三原子分子，B与O2反应生成1体积黄绿色气体A和2体积红棕色气体C．B的分子式为NOCl，写出硝酸与浓KCl溶液反应的化学方程式4HNO3+3KCl═3KNO3+Cl2↑+NOCl↑+2H2O．

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，
反应III中碳酸钙和硝酸反应生成硝酸钙和二氧化碳；
（5）将硝酸与浓KCl溶液混合，也可得到KNO3，同时生成等体积的气体A和气体B，B是三原子分子，B与O2反应生成1体积黄绿色气体A和2体积红棕色气体C，A是氯气、C是NO2，根据原子守恒知，B是NOCl，
根据反应物和生成物书写方程式．

解答 解：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，
反应III中碳酸钙和硝酸反应生成硝酸钙和二氧化碳；
（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；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：分离NH4Cl与K2SO4，加快化学反应速率；防止KNO3结晶，提高KNO3的产率；
（3）检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl，应先加入硝酸钡时硫酸钾完全转化为硫酸钡沉淀，以免干扰氯离子的检验，然后再加入硝酸银检验氯化钾，操作方法为加入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl，
故答案为：加入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl；
（4）整个流程中，可循环利用的物质有（NH4）2SO4、CaSO4、KNO3，故答案为：（NH4）2SO4、CaSO4、KNO3；
（5）B是三原子分子，B与O2反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体C，C应为NO2，黄绿色气体应为Cl2，
则B中含有N元素和Cl元素，结合原子守恒得反应的方程式应为2B+O2=Cl2+2NO2，可知B的分子式为NOCl，
所以硝酸与浓KCl溶液反应的化学方程式为4HNO3+3KCl═3KNO3+Cl2↑+NOCl↑+2H2O，
故答案为：NOCl；4HNO3+3KCl═3KNO3+Cl2↑+NOCl↑+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，明确流程图中发生的反应及基本操作方法是解本题关键，知道各部分物质成分，题目难度中等．

练习册系列答案
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11．如表列出了①～⑨九种元素在周期表中的位置：

请按要求回答下列问题．
（1）表中标出的9种元素中，化学性质最不活泼的是Ne（用元素符号表示，下同），金属性最强的是Na．
（2）⑥④⑦的氢化物稳定性由弱到强的顺序是：PH3＜H2S＜H2O（写氢化物的化学式）．
（3）⑤与⑦能形成一种A2B型化合物，用电子式表示该化合物的形成过程．
12．1molP与$\frac{5}{3}$molCl2充分反应，生成PCl3和PCl5．求生成PCl3和PCl5的物质的量之比5：1．
11．乙二酸俗称草酸，某化学学习小组的同学欲探究测定草酸晶体（H2C2O4•xH2O）中x的值．通过查阅资料该小组同学知道，草酸易溶于水，其水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定，反应式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+?2Mn2++10CO2↑+8H2O
该组同学设计了如下滴定方法测定x的值．
①称取1.260g纯草酸晶体，将其制成100.00m水溶液为待测液．
②取25.00mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H2SO4
③用浓度为0.1000mol/L的KMnO4标准溶液进行滴定，
达到反应终点时消耗了10.00mL；
请回答：（1）滴定时，将KMnO4标准溶液装在图中的甲（选填“甲”或“乙”）滴定管中．
（2）本实验滴定达到终点的标志是当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色．
（3）①通过上述数据，可计算出x=2．
讨论：②若滴定终点时俯视滴定管刻度，则由此测得的x值会偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）．
③若滴定时所用的KMnO4溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会偏小．（同上）
18．实验室用铁粉制备摩尔盐的操作流程如下：

（1）流程中“趁热”过滤的原因是防止温度降低，硫酸亚铁晶体析出．
（2）反应1制得硫酸亚铁的物质的量理论上应小于0.075mol．
（3）为确定摩尔盐的化学式，进行如下实验：现称取4.704g新制摩尔盐，溶于水配制成100.0mL溶液，再将该溶液分成两等份．
向其中一份溶液中加入足量Ba（OH）2溶液，并微热，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，同时生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色，用足量稀盐酸处理沉淀物，充分反应后过滤、洗涤和干燥，得白色固体2.796g．
另一份溶液用0.050 0mol•L-1 K2Cr2O7酸性溶液滴定，当Cr2O72-恰好完全被还原为Cr3+时，消耗K2Cr2O7溶液的体积为20.00mL．
①25℃时，Ksp（BaSO4）=1.1×10-10，若要使溶液中SO42-离子沉淀完全（即该离子浓度须小于1×10-5 mol•L-1），则此时c[（Ba（OH）2]≥1.1×10-5mol•L-1．
②确定该摩尔盐的化学式（写出计算过程）．
8．二草酸合铜（II）酸钾{K2[Cu（C2O4）2]•2H2O}制备流程如下：

已知：H2C2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO2+H2O
（1）制备CuO：向CuSO4溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸、冷却，用如图所示的装置抽滤，然后用蒸馏水洗涤氧化铜．

①抽滤装置中仪器Z接在水龙头上，其作用是：起抽气的作用，使吸滤瓶中的压强减小．
②用蒸馏水洗涤氧化铜时，证明己洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤滤液，滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀，说明已洗涤干净．
（2）制取KHC2O4：将H2C2O4晶体加入蒸馏水中，微热，溶解过程中温度不能太高，原因是温度过高，草酸会分解；充分溶解后分数次加入K2CO3，反应生成KHC2O4．将滤纸上的CuO充分转移到热的KHC2O4溶液中，以下操作方案中合理的是AD（填序号）．
A．剪碎滤纸，加入到热的KHC2O4溶液中，待充分反应后趁热过滤
B．用稀硫酸溶解滤纸上的氧化铜，然后将溶液转入热的KHC2O4溶液中
C．用氢氧化钾溶液溶解滤纸上的氧化铜，然后转入热的KHC2O4溶液中
D．在空气中灼烧滤纸，将剩余的固体转入热的KHC2O4溶液中
（3）将CuO与KHC2O4混合液在50℃水浴中加热至反应充分，发生反应的化学方程式为2KHC2O4+CuO$\frac{\underline{\;50℃\;}}{\;}$K2[Cu（C2O4）2]+H2O．
（4）二草酸合铜（II）酸钾晶体的制备也可以用CuSO4晶体和KHC2O4溶液反应得到，从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤为：加入适量乙醇、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干澡．
①加入适量乙醇的优点有；
a．缩短加热的时间，降低能耗；b．降低硫酸铜的溶解度，有利于硫酸铜晶体析出．
②在蒸发浓缩的初始阶段为了将乙醇回收，采用了蒸馏操作，下列装置中仪器选择及安装都正确的是b（填序号）．
15．二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体{K2[Cu（C2O4）2]•2H2O}制备流程下：

（已知：H2C2O4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO2↑+H20）
（1）制备CuO：向CuSO4溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸，冷却，用如图所示的装置抽滤，然后用蒸馏水洗涤氧化铜．

①抽滤装置中仪器Z接在水龙头上，其作用是起抽气的作用，使吸滤瓶中的压强减小．
②用蒸馏水洗涤氧化铜时，证明已洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤滤液，滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀，说明已洗涤干净．
（2）制取KHC2O4，将H2C2O4晶体加入蒸馏水中，微热，溶解过程中温度不能太高，原因是温度过高，草酸会分解，充分溶解后分数次加入K2CO3，反应生成KHC2O4，将滤纸上的CuO充分转移到热的KHC2O4溶液中，以下操作方案中合理的是AD（填序号）
A．剪碎滤纸，加入到热的KHC2O4溶液中，待充分反应后趁热过滤
B．用稀硫酸溶解滤纸上的氧化铜，然后将溶液转入热的KHC2O4溶液中
C．用氢氧化钾溶液溶解氧化铜，并转入热的KHC2O4溶液中
D．在空气中灼烧滤纸，将剩余的固体转入热的KHC2O4溶液
（3）将CuO与KHC2O4混合液在50℃水浴加热至反应充分，发生反应的化学方程式为2KHC2O4+CuO$\frac{\underline{\;50℃\;}}{\;}$K2[Cu（C2O4）2]+H2O；
（4）二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体的制备也可以用CuSO4晶体和K2C2O4溶液反应得到．从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤为：加入适量乙醇，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥．
①加入适量乙醇的优点有：
a、缩短加热的时间，降低能耗；
b、降低硫酸铜的溶解度，有利于硫酸铜晶体析出．
②在蒸发浓缩的初始阶段为了将乙醇回收，采用了蒸馏操作，下列装置中仪器选择及安装都正确的是b（填序号）．
12．把0.6mol X气体和0.6mol Y气体混合于2L密闭容器中，使它们发生如下反应：2X（g）+Y（g）═nZ（g）+2W（g） 1min末已生成0.2mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.005mol•L-1•s-1，计算：
（1）前1min内用X的浓度变化表示的平均反应速率．
（2）1min末时Y的浓度．
（3）化学反应方程式中n的值是多少？
13．在厨房里对水进行下列操作，能促进水的电离的是（　　）
A．加入少量酒精B．加入少量食醋
C．把水放入冰箱中使其降温至1℃D．把水加热至沸腾

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