Question

3．我國青海查爾汗鹽湖蘊藏豐富的鹽業(yè)資源．經分析知道該湖水中含有高濃度的Na⁺、K⁺、Mg²⁺及Cl^-等．利用鹽湖水可得到某些物質．其主要工業(yè)流程如下：

請根據上述流程，回答下列問題：
（1）利用湖水得到晶體（A）的方法是蒸發(fā)結晶法（填“降溫”或“蒸發(fā)”）．
（2）操作Ⅰ的名稱為過濾，此操作適用于分離不溶于液體的固體和液體．
（3）本流程中分別采用條件1和條件2獲得不同晶體，所依據的物理量是b．
a．摩爾質量b．溶解度c．熔沸點
（4）檢驗鉀肥中是否含有Na⁺的實驗方法是焰色反應，若含有Na⁺，能觀察到的現象是火焰呈黃色．若需得到高純度的鉀肥，可以采用的提純方法為重結晶法．
（5）水氯鎂石的化學式可表示為MgCl₂•xH₂O，若通過實驗確定χ，其實驗步驟設計為：
①先稱坩堝質量、再稱坩堝和樣品質量；②高溫充分灼燒；③冷卻；
④再稱量；⑤恒重操作．
根據實驗數據計算x時，所需的化學方程式為：MgCl₂•xH₂O$\stackrel{高溫}{→}$MgO+2HCl+（x-1）H₂O．

Answer 1

分析 湖水中含有高濃度的Na⁺、K⁺、Mg²⁺及Cl^-等，氯化鈉的溶解度受溫度影響不大，通過蒸發(fā)結晶得到晶體A，通過過濾得到食鹽晶體和溶液B，溶液B中含大量K⁺、Mg²⁺及Cl^-，氯化鉀的溶解度受溫度影響較大，通加入冷水冷卻結晶，再次過濾得到得到鉀肥氯化鉀晶體和溶液C，溶液C中含大量Mg²⁺及Cl^-，最后蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到水氯鎂石．
（1）根據得到的晶體A主要是氯化鈉，氯化鈉的溶解度受溫度影響變化較小進行分析；
（2）根據過濾可以將溶液和固體分離分析；
（3）根據物質溶解度的不同，可以采用不同的方法將溶液中的溶質進行分離；
（4）鈉元素的焰色反應呈黃色，重結晶可以使不純凈的物質獲得純化；
（5）根據水氯鎂石在高溫的條件下反應生成氧化鎂、水和鹽酸寫出方程式；結晶水的測定實驗步驟為稱量、加熱、冷卻、稱量，操作要重復進行，直至連續(xù)兩次稱量的差不超過0.1g為止．

解答 解：湖水中含有高濃度的Na⁺、K⁺、Mg²⁺及Cl^-等，氯化鈉的溶解度受溫度影響不大，通過蒸發(fā)結晶得到晶體A，通過過濾得到食鹽晶體和溶液B，溶液B中含大量K⁺、Mg²⁺及Cl^-，氯化鉀的溶解度受溫度影響較大，通加入冷水冷卻結晶，再次過濾得到得到鉀肥氯化鉀晶體和溶液C，溶液C中含大量Mg²⁺及Cl^-，最后蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到水氯鎂石．
（1）得到的晶體A主要是氯化鈉，氯化鈉的溶解度受溫度影響變化較小，所以得到晶體A的方法是蒸發(fā)結晶，故答案為：蒸發(fā)；
（2）過濾可以將溶液和固體分離，所以操作Ⅰ的名稱為過濾，故答案為：過濾；不溶于液體的固體和液體；
（3）本流程中分別采用條件1和條件2獲得不同晶體，所依據是物質的溶解度，故答案為：b；
（4）鈉離子用焰色反應進行檢驗，火焰呈黃色，要得到較高純度的鉀肥，利用鉀鹽和鈉鹽在水中不同溫度時的溶解度不同而使它們相互分離，這種方法叫重結晶，故答案為：焰色反應；火焰呈黃色；重結晶；
（5）水氯鎂石在高溫的條件下反應，鎂離子水解生成氫氧化鎂，且產生的氯化氫不斷揮發(fā)，使水解徹底，氫氧化鎂灼燒后分解得到氧化鎂，所以水氯鎂石分解生成氧化鎂、水和鹽酸，化學方程式為：MgCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+2HCl+（x-1）H₂O；
結晶水的測定實驗步驟為：①稱量：稱量坩堝質量，再稱坩堝和晶體樣品的總質量；
②加熱灼燒：使晶體MgCl₂•xH₂O完全轉化為MgO為止；
③冷卻：將坩堝放在干燥器里冷卻；
④稱量：稱量坩堝和MgO的總質量；
⑤重復②③④操作，若再次稱量的坩堝和MgO的總質量與第一次的差小于0.1g，則實驗成功；若大于0.1g，必須再重復②③④操作，也叫做恒重操作，直至兩次的差小于0.1g為止，取平均值，
故答案為：坩堝和樣品；冷卻；恒重；MgO；2HCl；（x-1）H₂O．

點評 本題考查物質分離和提純的方法、基本操作綜合應用以及結晶水含量的測定，題目難度不大，注意把握物質性質進行解答．