Question

【題目】某化工廠用廢硫酸制備硫酸鉀的流程如下，請回答下列問題:

資料:己知20℃時硫酸銨、硫酸鉀溶解度如下表:

物質(zhì)	硫酸鉀	氯化鉀	氯化銨	硫酸銨
溶解度/g(20℃)	11.1	34.2	37.2	75.4

(1)“設(shè)備I”中將碳酸鈣研成粉末的目的是_____。

(2)“設(shè)備II”中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是_____。

(3)“設(shè)備III”中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是_____。反應(yīng)物之一硫酸銨[(NH4)2SO4)]中氮元素的化合價為_____。洗滌從“設(shè)備III”中得到的固體時，不用水而是用飽和硫酸鉀溶液，其目的是_____。

(4)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)除水外，還有_____(填寫化學(xué)式).

(5)根據(jù)本題所給的信息推斷實驗室_____(能、不能)用碳酸鈣粉末和稀硫酸反應(yīng)制備得到二氧化碳。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分 CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4 (NH4)2SO4+2KCl=2NH4Cl+K2SO4↓ -3 減少硫酸鉀的溶解 CaCO3、NH3 能

【解析】

（1）碳酸鈣研成粉末的目的是增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；

（2）根據(jù)流程圖可知，“設(shè)備Ⅱ”中反應(yīng)物是硫酸鈣、氨氣、二氧化碳和水，生成物是碳酸鈣和硫酸銨，反應(yīng)的方程式是：CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4；

（3）根據(jù)流程圖可知，“設(shè)備III”中反應(yīng)物是硫酸銨和氯化鉀，生成物是氯化銨和硫酸鉀，此時由于硫酸鉀的溶解度較小而析出，形成沉淀，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是(NH4)2SO4+2KCl=2NH4Cl+K2SO4↓；根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零可知，在（NH4）2SO4）中，由于硫酸根顯-2價，可推出銨根顯+1價，由于氫顯+1價，可推出氮元素顯-3價；飽和硫酸鉀溶液不能溶解硫酸鉀，能溶解其他物質(zhì)。洗滌從“設(shè)備Ⅲ”中得到的固體時，不用水而是用飽和硫酸鉀溶液，其目的是減少硫酸鉀的溶解；

（4）根據(jù)在前面反應(yīng)物中有，到了后面生成物中有，這樣的物質(zhì)可以循環(huán)使用，所以由圖示可知CaCO3、NH3可以循環(huán)使用；

（5）根據(jù)本題所給的信息推斷實驗室能用碳酸鈣粉末和稀硫酸反應(yīng)制備得到二氧化碳。