Question

3．某興趣小組用如圖1所示流程制取氧氣，并回收提純氯化鉀和二氧化錳．（假設(shè)每個(gè)步驟進(jìn)行充分）
（1）固體A的成分為氯化鉀、二氧化錳；
（2）步驟II和III多次使用玻璃棒，其作用分別有哪些？
（3）上述實(shí)驗(yàn)中理論上可制得氧氣的質(zhì)量是多少g？
（4）如圖2 是氯化鉀和硝酸鉀的溶解度曲線．
①20°C時(shí)，在上述回收氯化鉀步驟II中，需要水至少43.8g；（計(jì)算結(jié)果精確到0.1g）
②若要除去硝酸鉀中少量的氯化鉀，可采取的物理方法是降溫結(jié)晶，可采用的化學(xué)方法是什么？（寫出實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象）

Answer 1

分析 （1）考慮氯酸鉀分解的產(chǎn)物，推測(cè)固體A的成分；
（2）考慮步驟II為過濾操作，步驟III為蒸發(fā)結(jié)晶，推測(cè)玻璃棒的作用．
（3）利用氯酸鉀制氧氣的化學(xué)方程式，根據(jù)氯酸鉀的質(zhì)量求出氧氣的質(zhì)量．
（4）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，計(jì)算生成氯化鉀的質(zhì)量．
②據(jù)硝酸鉀和氯化鉀的溶解度受溫度影響情況分析提純方法；考慮氯化鉀與硝酸銀溶液反應(yīng)．

解答 解：（1）根據(jù)氯酸鉀分解的產(chǎn)物為氯化鉀，而二氧化錳不變，故推測(cè)固體A的成分為氯化鉀、二氧化錳；
（2）步驟II為分離固體和液體，為過濾操作，玻璃棒的作用為引流；步驟III為蒸發(fā)結(jié)晶，玻璃棒的作用為攪拌，防止液體飛濺．
（3）解：設(shè)可制得氧氣的質(zhì)量為x．
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，
 245             96
24.5g            x
則$\frac{245}{96}=\frac{24.5g}{x}$，解得x=9.6g
答：可制得氧氣的質(zhì)量是9.6g．
（4）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成氯化鉀的質(zhì)量為24.5g-9.6g=14.9g．設(shè)需要水的質(zhì)量為x．則：
14.9g：x=34g：100g，解得x≈43.8g
②硝酸鉀的溶解度受溫度影響較大，氯化鉀的溶解度受溫度影響不大，所以要除去硝酸鉀中混有的少量氯化鉀，可采用降溫結(jié)晶或冷卻熱飽和溶液的方法；
因?yàn)槁然�鉀與硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀沉淀和硝酸鉀，故可向硝酸鉀和氯化鉀的混合物中滴加適量的硝酸銀，過濾，蒸發(fā)，得純凈的硝酸鉀．
故答案為：
（1）氯化鉀、二氧化錳；（2）引流；攪拌，防止液體飛濺．（3）9.6g．
（4）①43.8g；②降溫結(jié)晶或冷卻熱飽和溶液；向硝酸鉀和氯化鉀的混合物中滴加適量的硝酸銀，過濾，蒸發(fā)，得純凈的硝酸鉀．

點(diǎn)評(píng) 掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等實(shí)驗(yàn)的操作技能；理解過濾法分離混合物的原理；體會(huì)過濾的原理在生活生產(chǎn)等社會(huì)實(shí)際中的應(yīng)用、掌握利用化學(xué)方程式減少的方法步驟．本題具有較大的綜合性，在解答時(shí)需要涉及較多的基礎(chǔ)知識(shí)，因此，需要足夠的耐心和毅力．