Question

下表是四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）：

	NaNO3	KNO3	NaCl	KCl
10℃	80.5	21.2	35.7	31.0
100℃	175	246	39.1	56.6

 
（假設：鹽類共存時不影響各自的溶解度，分離晶體時，溶劑的損耗忽略不計）
某同學設計用物質的量之比為1∶1的硝酸鈉和氯化鉀為原料，加入一定量的水制取硝酸鉀的實驗，其流程如下圖所示：

（1）在①和②的實驗過程中，需要控制的關鍵的實驗條件是______________________，在上述晶體中，______（填“A”或“C”）應為硝酸鉀晶體。
（2）在①的實驗過程中，需要進行的操作依次是________________、________________、_____________。
（3）粗產品中可能含有雜質離子_______________________，檢驗其中一種離子的方法是________________________________________________________________________。
（4）為了洗滌所得的硝酸鉀晶體，下列溶劑可用作洗滌劑的是___________（填編號）。
a．熱水         b．冰水        c．95%的酒精        d．四氯化碳
（5）如取34.0g硝酸鈉和29.8g氯化鉀，加入70g水，在100℃蒸發掉50g水，維持該溫度，過濾，析出晶體的質量為_______________。

Answer 1

（1）溫度；  C （1分）
（2）加水溶解、蒸發濃縮、趁熱過濾
（3）Na⁺、Cl¯； 用潔凈的鉑絲或鐵絲蘸取粗產品在火焰上灼燒，若火焰呈黃色，證明有Na⁺；或 取粗產品少許，加水配成溶液，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若有白色沉淀產生，證明有Cl¯。（2分）
（4）bc （2分）
（5）15.6g （2分）

試題分析：（1）往水中加入等量的NaNO₃、KCl，溶液中有等量的Na⁺、NO₃^—、K⁺、Cl^—，任意兩兩組合可得到表中的4中鹽類，根據表中數據，表中四種鹽類在水中的溶解度隨著溫度的升高而升高，尤其是KNO₃ 隨溫度升高溶解度急劇增大，因此要從溶液中分離出KNO₃ 應該控制溫度來實現分離，因為實驗目的是得到硝酸鉀晶體，因此晶體C才是目標產物。
（2）要得到硝酸鉀晶體，應該利用NaCl隨溫度變化溶解度變化不大，而KNO₃ 隨溫度升高溶解度急劇增大的特點，在實驗步驟1中先把固體溶解，然后蒸發濃縮，此時NaCl隨溫度變化溶解度變化不大以晶體形式析出，所以趁熱過濾，分離后KNO₃ 留在了濾液B中，然后再對濾液B蒸發濃縮冷卻結晶，KNO₃ 溶解度急劇減小析出晶體，再過濾可得KNO₃ 晶體。
（3）由于改變溫度必然有少量雜質NaCl也會混在粗產品KNO₃ 晶體中，因此含有Na⁺、Cl¯雜質離子，檢驗的方法是用焰色反應檢驗鈉離子，用硝酸銀試劑檢驗氯離子。
（4）洗滌產品原則是能夠起到洗滌雜質離子的作用同時盡量減少產品的損失，所以應盡可能用溫度低的洗滌劑或者產品難溶但雜質可溶的洗滌劑，所以綜合考慮應選bc。
（5）根據100℃蒸發后的溶液中NaCl為飽和溶液，KNO₃為不飽和溶液，所以根據溶解度定義
100℃蒸發掉50.0克H₂O后溶液中NaCl的質量為，又初始加入的物質為，所以相當于n(NaCl)=0.4mol,即m_總(NaCl)=0.4mol×58.5g/mol=23.4g，所以析出的NaCl有23.4g－7.82g=15.6g。