Question

以氯化鉀和硫酸亞鐵原料生產(chǎn)硫酸鉀和氧化鐵紅顏料，其主要流程如下：

已知：溶液呈堿性，30℃以上溶液中大量分解。

（1）寫(xiě)出溶液中的物料守恒___________________________________

（2）寫(xiě)出沉淀池I中反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________，該反應(yīng)必須控制的反應(yīng)條件是___________________________。

（3）檢驗(yàn)沉淀I中沉淀是否完全的方法是__________________________________。

（4）酸化的目的是___________________________。

（5）在沉淀池II中，為使晶體分離出來(lái)用到過(guò)濾操作，過(guò)濾時(shí)用到的主要玻璃儀器是__________________________。

（6）N、P、K、S都是植物生長(zhǎng)所需的重要元素。濾液A可做復(fù)合肥料，因?yàn)槠渲泻��?/span>___________等元素。

（7）中國(guó)海洋大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所在乙醇燃料電池技術(shù)方面獲得突破，組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆。乙醇燃料電池的工作原理如圖怕示。

①該電池工作時(shí)，c口通入的物質(zhì)為___________。

②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____________________________________。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）[NH4+]+[NH3?H2O]=[CO32?]+[H2CO3]+[HCO3?] （2分）

（2）2NH4HCO3 + FeSO4 = FeCO3↓+ (NH4)2SO4 + CO2↑+ H2O （2分）；反應(yīng)溫度低于30℃ （1分）

（3）取沉淀池Ⅰ的濾液，滴加KSCN溶液后滴加氯水，若無(wú)紅色出現(xiàn)，說(shuō)明沉淀完全。（合理即可）（2分）

（4）除去溶液中的HCO3? （2分）

（5）普通漏斗、燒杯、玻璃棒（2分 不全得1分，下同）

（6）K、S 、K? （2分）

（7）O2（1分）；C2H6O – 12e? + 3H2O = 2CO2 +12H+ （2分）

【解析】

試題分析：（1）物料守恒的實(shí)質(zhì)是元素守恒，NH4HCO3溶液中N元素與C元素物質(zhì)的量相等，所以[NH4+]+[NH3?H2O]=[CO32?]+[H2CO3]+[HCO3?]

（2）碳酸氫根離子和亞鐵離子之間發(fā)生雙水解反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀，并放出二氧化碳，反應(yīng)的原理方程式為：2NH4HCO3+FeSO4=FeCO3↓+（NH4 ）2SO4+CO2↑+H2O，為防止較高溫度下碳酸氫銨的分解，要注意溫度的選擇，反應(yīng)溫度低于30℃。

（3）亞鐵離子可以被氯氣氧化為三價(jià)鐵離子，亞鐵離子遇到硫氰酸鉀不顯色，但是三價(jià)鐵遇到硫氰酸鉀顯示紅色，檢驗(yàn)沉淀池I中Fe2+沉淀是否完全的方法是：取沉淀池I的濾液，滴加KSCN溶液后滴加氯水，若無(wú)紅色出現(xiàn)，說(shuō)明沉淀完全。

（4）沉淀池Ⅰ中，除了生成的碳酸亞鐵之外，溶液匯總會(huì)含有過(guò)量的碳酸氫銨，加入酸，酸化的目的是除去溶液中的HCO3-。        

（5）由題目看出在Ⅲ反應(yīng)中生成的K2SO4為固體，而K2SO4在無(wú)機(jī)溶劑中溶解度是比較大的，要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇類溶劑目的降低K2SO4的溶解度。

（6）濾液A的成分中含有（NH4 ）2SO4以及KCl，即含有N、S、K元素，屬于復(fù)合肥料。

（7）根據(jù)圖中H+移動(dòng)方向，可知右側(cè)電極為燃料電池的正極，所以c口通入的物質(zhì)為O2；由圖可知電解質(zhì)溶液中含H+，所以乙醇和水反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)的變化，C2H5OH失去12e?，可得電極方程式：C2H6O – 12e? + 3H2O = 2CO2 +12H+

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)工藝流程的分析、物料守恒、化學(xué)方程式及電極方程式的書(shū)寫(xiě)、離子的檢驗(yàn)、基本儀器、燃料電池的分析。