Question

3．我国青海查尔汗盐湖蕴藏丰富的盐业资源．经分析知道该湖水中含有高浓度的Na⁺、K⁺、Mg²⁺及Cl^-等．利用盐湖水可得到某些物质．其主要工业流程如下：

请根据上述流程，回答下列问题：
（1）利用湖水得到晶体（A）的方法是蒸发结晶法（填“降温”或“蒸发”）．
（2）操作Ⅰ的名称为过滤，此操作适用于分离不溶于液体的固体和液体．
（3）本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体，所依据的物理量是b．
a．摩尔质量b．溶解度c．熔沸点
（4）检验钾肥中是否含有Na⁺的实验方法是焰色反应，若含有Na⁺，能观察到的现象是火焰呈黄色．若需得到高纯度的钾肥，可以采用的提纯方法为重结晶法．
（5）水氯镁石的化学式可表示为MgCl₂•xH₂O，若通过实验确定χ，其实验步骤设计为：
①先称坩埚质量、再称坩埚和样品质量；②高温充分灼烧；③冷却；
④再称量；⑤恒重操作．
根据实验数据计算x时，所需的化学方程式为：MgCl₂•xH₂O$\stackrel{高温}{→}$MgO+2HCl+（x-1）H₂O．

Answer 1

分析 湖水中含有高浓度的Na⁺、K⁺、Mg²⁺及Cl^-等，氯化钠的溶解度受温度影响不大，通过蒸发结晶得到晶体A，通过过滤得到食盐晶体和溶液B，溶液B中含大量K⁺、Mg²⁺及Cl^-，氯化钾的溶解度受温度影响较大，通加入冷水冷却结晶，再次过滤得到得到钾肥氯化钾晶体和溶液C，溶液C中含大量Mg²⁺及Cl^-，最后蒸发浓缩、冷却结晶得到水氯镁石．
（1）根据得到的晶体A主要是氯化钠，氯化钠的溶解度受温度影响变化较小进行分析；
（2）根据过滤可以将溶液和固体分离分析；
（3）根据物质溶解度的不同，可以采用不同的方法将溶液中的溶质进行分离；
（4）钠元素的焰色反应呈黄色，重结晶可以使不纯净的物质获得纯化；
（5）根据水氯镁石在高温的条件下反应生成氧化镁、水和盐酸写出方程式；结晶水的测定实验步骤为称量、加热、冷却、称量，操作要重复进行，直至连续两次称量的差不超过0.1g为止．

解答 解：湖水中含有高浓度的Na⁺、K⁺、Mg²⁺及Cl^-等，氯化钠的溶解度受温度影响不大，通过蒸发结晶得到晶体A，通过过滤得到食盐晶体和溶液B，溶液B中含大量K⁺、Mg²⁺及Cl^-，氯化钾的溶解度受温度影响较大，通加入冷水冷却结晶，再次过滤得到得到钾肥氯化钾晶体和溶液C，溶液C中含大量Mg²⁺及Cl^-，最后蒸发浓缩、冷却结晶得到水氯镁石．
（1）得到的晶体A主要是氯化钠，氯化钠的溶解度受温度影响变化较小，所以得到晶体A的方法是蒸发结晶，故答案为：蒸发；
（2）过滤可以将溶液和固体分离，所以操作Ⅰ的名称为过滤，故答案为：过滤；不溶于液体的固体和液体；
（3）本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体，所依据是物质的溶解度，故答案为：b；
（4）钠离子用焰色反应进行检验，火焰呈黄色，要得到较高纯度的钾肥，利用钾盐和钠盐在水中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离，这种方法叫重结晶，故答案为：焰色反应；火焰呈黄色；重结晶；
（5）水氯镁石在高温的条件下反应，镁离子水解生成氢氧化镁，且产生的氯化氢不断挥发，使水解彻底，氢氧化镁灼烧后分解得到氧化镁，所以水氯镁石分解生成氧化镁、水和盐酸，化学方程式为：MgCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+2HCl+（x-1）H₂O；
结晶水的测定实验步骤为：①称量：称量坩埚质量，再称坩埚和晶体样品的总质量；
②加热灼烧：使晶体MgCl₂•xH₂O完全转化为MgO为止；
③冷却：将坩埚放在干燥器里冷却；
④称量：称量坩埚和MgO的总质量；
⑤重复②③④操作，若再次称量的坩埚和MgO的总质量与第一次的差小于0.1g，则实验成功；若大于0.1g，必须再重复②③④操作，也叫做恒重操作，直至两次的差小于0.1g为止，取平均值，
故答案为：坩埚和样品；冷却；恒重；MgO；2HCl；（x-1）H₂O．

点评 本题考查物质分离和提纯的方法、基本操作综合应用以及结晶水含量的测定，题目难度不大，注意把握物质性质进行解答．