（17分）I．KNO3俗名硝石，是一种重要的化工原料，在农业上用途十分广泛，下面是一种KNO3制备方法的主要步骤：（1）反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物

题型：不详难度：来源：

（17分）I．KNO₃俗名硝石，是一种重要的化工原料，在农业上用途十分广泛，下面是一种KNO₃制备方法的主要步骤：

（1）反应Ⅰ中，CaSO₄与NH₄HCO₃的物质的量之比为1︰2，该反应的化学方程式为             。
（2）反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是        ；从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO₄的方法是             （填“趁热过滤”、“冷却过滤”）。
（3）检验反应Ⅱ所得K₂SO₄中是否混有KCl的方法是：取少量K₂SO₄样品溶解于水，     。
（4）整个流程中，可循环利用的物质除(NH₄)₂SO₄外，还有    （填化学式）。
（5）将硝酸与浓KCl溶液混合，也可得到KNO₃，同时生成等体积的气体A和气体B。B是三原子分子，B与O₂反应生成1体积黄绿色气体A和2体积红棕色气体C。B的分子式为    。
II．（1）工业上可采用电化学的方法获得N₂H₄，装置如右图所示，则通入氧气的 一极为       （填“正极”、“负极”），NH₃反应的电极反应式为         。

（2）肼（N₂H₄）可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，为了充分利用其能量， 有人设计了原电池装置，电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H⁺的固体电解质，请写出负极反应式                  。

答案

I.（每空2分）（1）CaSO₄＋2NH₄HCO₃＝CaCO₃↓＋(NH₄)₂SO₄＋H₂O＋CO₂↑ 
（2）分离NH₄Cl与K₂SO₄，加快化学反应速率 ； 趁热过滤
（3）加入Ba(NO₃)₂溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO₃溶液，若有沉淀生成，说明K₂SO₄中混有KCl
（4）CaSO₄、KNO₃
（5）NOCl
II.（1）正极（1分）2NH₃—2e‾+2OH‾=N₂H₄+2H₂O（2分）
（2）N₂H₄—4e‾=N₂+4H⁺（2分）

解析

试题分析：I.（1）根据流程图可知反应物有CaSO₄和NH₄HCO₃、生成物有CaCO₃、(NH₄)₂SO₄、CO₂、H₂O，配平可得化学方程式：CaSO₄＋2NH₄HCO₃＝CaCO₃↓＋(NH₄)₂SO₄＋H₂O＋CO₂↑
（2）反应Ⅱ生成K₂SO₄和NH₄Cl，所以在干态、加热的条件下进行，有利于分离NH₄Cl与K₂SO₄，加快化学反应速率 ；KNO₃的溶解度受温度影响大，温度低时小，为了防止KNO₃结晶，提高KNO₃的产率，应趁热过滤。
（3）要检验K₂SO₄中是否混有KCl，需要排除SO₄²‾的干扰，所以正确方法为：取少量K₂SO₄样品溶解于水，加入Ba(NO₃)₂溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO₃溶液，若有沉淀生成，说明K₂SO₄中混有KCl，反之，不含KCl。
（4）根据化学流程图，CaSO₄、KNO₃可循环使用。
（5）B是三原子分子，B与O₂反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体C，C应为NO₂，黄绿色气体应为Cl₂，则B中含有N元素和Cl元素，反应的方程式应为2B+O₂=Cl₂+2NO₂，可知B的分子式为NOCl。
II.（1）NH₃转化为N₂H₄，N元素化合价升高，NH₃作还原剂，氧气作氧化剂，所以通入氧气的电极为正极；NH₃失去电子转化为N₂H₄，根据化合价的变化配平可得电极方程式：2NH₃—2e‾+2OH‾=N₂H₄+2H₂O
（2）肼（N₂H₄）可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，电解质为能够传导H⁺的固体电解质，所以负极上N₂H₄失电子生成N₂和H⁺，电极方程式为：N₂H₄—4e‾=N₂+4H⁺