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
相关题目
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).

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网