10. 某化学小组从理论上初步探究“从已知质量比的硝酸钾和氯化钠的混合物中提纯硝酸钾”。
【查阅资料】$NaCl + AgNO_{3}=AgCl\downarrow + NaNO_{3}$,KNO₃与 AgNO₃不反应。
【分析提纯方法】
表一:常温下($20^{\circ}C$)溶解度和溶解性的关系

表二:硝酸钾和氯化钠在不同温度时的溶解度

(1)常温下,KNO₃和 NaCl 的溶解性均为
(2)溶解度受温度影响较大的物质是
(3)根据表中数据分析,硝酸钾与氯化钠溶解度相等的温度范围是
【设计提纯步骤】
(1)选取样品(95g KNO₃和 5g NaCl 的混合物);
(2)$80^{\circ}C$时,向样品中加入约 56.2mL 的水(水的密度为 $1g·cm^{-3}$),此时溶液是 KNO₃的
(3)降温至 $20^{\circ}C$;
(4)得到晶体并烘干称量。
【设计提纯方案】
为了证明(4)中得到的晶体为纯净的 KNO₃,该小组同学结合已有知识,从理论上初步设计了以下方案。(不考虑不同溶质对溶解度的相互影响及实验过程中水中各固体的损失等影响因素)
方案一:通过化学实验进行检验,取少量(4)中得到的晶体于试管中,加水配成溶液,滴加
方案二:计算析出 KNO₃晶体的质量约为
【查阅资料】$NaCl + AgNO_{3}=AgCl\downarrow + NaNO_{3}$,KNO₃与 AgNO₃不反应。
【分析提纯方法】
表一:常温下($20^{\circ}C$)溶解度和溶解性的关系
表二:硝酸钾和氯化钠在不同温度时的溶解度
(1)常温下,KNO₃和 NaCl 的溶解性均为
易溶
。(2)溶解度受温度影响较大的物质是
硝酸钾
。(3)根据表中数据分析,硝酸钾与氯化钠溶解度相等的温度范围是
20
°C < $t$ <40
°C。【设计提纯步骤】
(1)选取样品(95g KNO₃和 5g NaCl 的混合物);
(2)$80^{\circ}C$时,向样品中加入约 56.2mL 的水(水的密度为 $1g·cm^{-3}$),此时溶液是 KNO₃的
饱和
(填“饱和”或“不饱和”)溶液(不考虑不同溶质对溶解度的相互影响);(3)降温至 $20^{\circ}C$;
(4)得到晶体并烘干称量。
【设计提纯方案】
为了证明(4)中得到的晶体为纯净的 KNO₃,该小组同学结合已有知识,从理论上初步设计了以下方案。(不考虑不同溶质对溶解度的相互影响及实验过程中水中各固体的损失等影响因素)
方案一:通过化学实验进行检验,取少量(4)中得到的晶体于试管中,加水配成溶液,滴加
硝酸银
溶液,观察实验现象。方案二:计算析出 KNO₃晶体的质量约为
77.2
g(精确到 0.1g),与(4)中得到晶体的质量进行比较。答案
10.【分析提纯方法】(1)易溶 (2)硝酸钾 (3)20 40
【设计提纯步骤】(2)饱和
【设计提纯方案】方案一:硝酸银 方案二:77.2
点拨:【分析提纯方法】(1)常温下,$KNO_{3}$ 和 NaCl 的溶解度分别是 31.6g、36g,所以溶解性均为易溶。(2)由表格中数据可知,硝酸钾的溶解度受温度的影响比较大。(3)经分析知在 $20~40^{\circ}C$ 时这两种物质存在溶解度相同的可能。
【设计提纯步骤】(2)由表格中信息可知,$80^{\circ}C$ 时,硝酸钾的溶解度为 169g,设在该温度下,95g 硝酸钾溶解在质量为 x 的水中恰好形成饱和溶液,则 $169g:100g = 95g:x$,解得 $x \approx 56.2g$,水的密度为 $1g· cm^{-3}$,56.2g 水的体积为 56.2mL,则 $80^{\circ}C$ 时,向样品中加入约 56.2mL 的水,此时溶液是 $KNO_{3}$ 的饱和溶液。
【设计提纯方案】方案一:检验析出的晶体中是否含有氯化钠,可取少量(4)中得到的晶体于试管中,加水配成溶液,滴加硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀生成;方案二:$20^{\circ}C$ 时,硝酸钾的溶解度为 31.6g,设在该温度下的 56.2g 水中最多溶解硝酸钾的质量为 y,则 $31.6g:100g = y:56.2g$,解得 $y \approx 17.8g$,则析出硝酸钾晶体的质量为 $95g - 17.8g = 77.2g$。
【设计提纯步骤】(2)饱和
【设计提纯方案】方案一:硝酸银 方案二:77.2
点拨:【分析提纯方法】(1)常温下,$KNO_{3}$ 和 NaCl 的溶解度分别是 31.6g、36g,所以溶解性均为易溶。(2)由表格中数据可知,硝酸钾的溶解度受温度的影响比较大。(3)经分析知在 $20~40^{\circ}C$ 时这两种物质存在溶解度相同的可能。
【设计提纯步骤】(2)由表格中信息可知,$80^{\circ}C$ 时,硝酸钾的溶解度为 169g,设在该温度下,95g 硝酸钾溶解在质量为 x 的水中恰好形成饱和溶液,则 $169g:100g = 95g:x$,解得 $x \approx 56.2g$,水的密度为 $1g· cm^{-3}$,56.2g 水的体积为 56.2mL,则 $80^{\circ}C$ 时,向样品中加入约 56.2mL 的水,此时溶液是 $KNO_{3}$ 的饱和溶液。
【设计提纯方案】方案一:检验析出的晶体中是否含有氯化钠,可取少量(4)中得到的晶体于试管中,加水配成溶液,滴加硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀生成;方案二:$20^{\circ}C$ 时,硝酸钾的溶解度为 31.6g,设在该温度下的 56.2g 水中最多溶解硝酸钾的质量为 y,则 $31.6g:100g = y:56.2g$,解得 $y \approx 17.8g$,则析出硝酸钾晶体的质量为 $95g - 17.8g = 77.2g$。
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