Question

4．KNO₃是重要的化工產品，下面是一種已獲得專利的KN0₃制備方法的主要步驟：

（1）反應工中，CaS0₄與NH₄ HCO₃的物質的量之比為1：2，該反應的化學方程式為CaSO₄+2NH₄HCO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑．
（2）反應Ⅱ需在干態、加熱的條件下進行，加熱的目的是分離NH₄Cl與K₂SO₄，加快化學反應速率；
（3）從反應Ⅳ所得混合物中分離出CaS0₄的方法是趁熱過濾，趁熱過濾的目的是防止KNO₃結晶，提高KNO₃的產率．
（4）整個流程中，可循環利用的物質有（NH₄）₂SO₄、CaSO₄、KNO₃（填化學式）．
（5）將硝酸與濃KC1溶液混合，也可得到KNO₃，同時生成等體積的氣體A和氣體B（NOCl），該反應的化學方程式為NOCl．

Answer 1

分析 反應Ⅰ中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質的量之比為1：2，由流程題可知生成CaCO₃、（NH₄）₂SO₄和CO₂，過濾后在濾液的主要成分為（NH₄）₂SO₄，加入KCl，在干態、加熱的條件下進行，分離出氯化銨，可得硫酸鉀，在濾液中加入硝酸鈣，可得到硫酸鈣和硝酸鉀，經過濾、蒸發、濃縮結晶可得硝酸鉀，以此解答該題．

解答 解：（1）反應Ⅰ中，CaSO₄與NH₄HCO₃的物質的量之比為1：2，由流程題可知生成CaCO₃、（NH₄）₂SO₄和CO₂，由質量守恒可知反應的方程式為CaSO₄+2NH₄HCO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
故答案為：CaSO₄+2NH₄HCO₃=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
（2）（NH₄）₂SO₄加入KCl，在干態、加熱的條件下進行，可生成易分解的氯化銨，加熱時氯化銨分解生成氯化氫和氨氣，溫度降低又生成氯化銨，以此可分離出氯化銨，得硫酸鉀，且能加快反應的速率；故答案為：分離NH₄Cl與K₂SO₄，加快化學反應速率；
（3）從反應Ⅳ所得混合物中分離出CaSO₄的方法是趁熱過濾，趁熱過濾的目的是防止KNO₃結晶，提高KNO₃的產率，
故答案為：防止KNO₃結晶，提高KNO₃的產率；
（4）整個流程中，可循環利用的物質除（NH₄）₂SO₄外，還有CaSO₄、KNO₃，故答案為：（NH₄）₂SO₄、CaSO₄、KNO₃；
（5）硝酸與濃KC1反應生成硝酸鉀和氯氣以及NOCl，反應的化學方程式為4HNO₃+3KCl=NOCl↑+Cl₂↑+3KNO₃++2H₂O，
故答案為：4HNO₃+3KCl=NOCl↑+Cl₂↑+3KNO₃++2H₂O．

點評 本題考查物質的制備實驗方案的設計，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，為高考常見題型，注意根據流程圖把握實驗的原理和操作方法，難度較大．