Question

【題目】I.硝酸鉀用途廣泛，工業上一般用復分解反應制取硝酸鉀（相關物質的溶解度曲線見表）。以硝酸鈉和氯化鉀為原料制備硝酸鉀的工藝流程如下：

完成下列填空：

(1)為了加速固體溶解，可采取的措施有__________(至少寫兩種)；實驗室進行蒸發結晶操作時，為了防止液滴飛濺，進行的操作是_____________。

(2)過濾I所得濾液中含有的離子是________；過濾I所得濾液在進行冷卻結晶前應補充少量水，目的是______________。

(3)檢驗產品KNO3中雜質的方法是________________。

II.實驗室模擬工業上用氯化鉀和硝酸銨為原料制取硝酸鉀的過程如下：

取40 g NH4NO3和37.25 g KCl固體加入100 g水中，加熱至90℃，固體溶解, 用冰水浴冷卻至5℃以下，過濾(a)。在濾液中再加入NH4NO3，加熱蒸發，當體積減小到約原來的時，保持70℃過濾(b)，濾液可循環使用。完成下列填空：

(4)過濾(a)得到的固體物質主要是__________；在濾液中再加入NH4NO3的目的是________________________。

(5)為檢測硝酸鉀樣品中銨鹽含量，稱取1.564 g樣品，加入足量的NaOH濃溶液，充分加熱，生成的氣體用20.00 mL 0.102 mol/L H2SO4溶液全部吸收，滴定過量的H2SO4用去0.089 mol/L標準NaOH溶液16.55 mL。滴定過程中使用的指示劑是________；樣品中含銨鹽(以氯化銨計)的質量分數是___________(保留3位小數)。

Answer 1

【答案】加熱、攪拌、研細顆粒 用玻璃棒不斷攪拌濾液 K+、NO3-、Na+、Cl- 減少NaCl的結晶析出 取少量固體溶于水，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若生成白色沉淀說明含有雜質 KNO3 增大銨根離子的濃度，有利于氯化銨結晶析出 甲基橙 8.92%

【解析】

硝酸鈉和氯化鉀用水溶解，得到的溶液中含有K+、NO3-、Na+、Cl-，由于在溶液中NaCl的溶解度較小，且受溫度影響不大，采取蒸發濃縮，析出NaCl晶體，過濾分離出NaCl晶體。由于硝酸鉀溶解度受溫度影響比硝酸鈉大，采取冷卻結晶析出硝酸鉀，過濾出硝酸鉀晶體后，向濾液中加入NH4NO3，可增大溶液中NH4+濃度，有利于NH4Cl結晶析出。

I.(1)加熱、攪拌、研細顆粒等都可以加快物質溶解；實驗室進行蒸發結晶操作時，為防止液滴飛濺，要用玻璃棒不斷攪拌濾液，使溶液受熱均勻；

(2)過濾I后析出部分NaCl，濾液I含有K+、NO3-、Na+、Cl-；氯化鈉溶解度較小，濃縮析出NaCl晶體后，直接冷卻會繼續析出NaCl晶體，在進行冷卻結晶前應補充少量水，可以減少NaCl的結晶析出；

(3)產品KNO3中可能含有Na+、Cl-雜質離子，檢驗的方法是：取少量固體溶于水，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若生成白色沉淀說明含有雜質NaCl，即含有雜質；

II.(4)取40 g NH4NO3和37.25 g KCl固體加入100 g水中，加熱至90℃所有固體均溶解，用冰水浴冷卻至5℃以下時，硝酸鉀的溶解度最小，首先析出的是硝酸鉀晶體；在濾液中加入硝酸銨可以增大銨根離子濃度，使NH4Cl晶體析出；

(5)由于恰好反應時生成的溶質為(NH4)2SO4和Na2SO4，溶液為酸性，則應該選用甲基橙為指示劑；

硫酸總的物質的量n(H2SO4)=c·V=0.102 mol/L×0.02 L=0.00204 mol，含有氫離子的物質的量為n(H+)=2n(H2SO4)=2×0.00204 mol =0.00408mol，氫氧化鈉的物質的量n(NaOH)= c·V =0.089 mol/L×0.01655 L=0.001473 mol，所以氨氣的物質的量n(NH3)=0.00408 mol-0.001473 mol=0.002607 mol，所以根據N元素守恒，可知樣品中氯化銨的物質的量為0.002607 mol，

則樣品中氯化銨的質量分數為：×100%≈8.92%。