Question

【题目】某化工厂用废硫酸制备硫酸钾的流程如下，请回答下列问题:

资料:己知20℃时硫酸铵、硫酸钾溶解度如下表:

物质	硫酸钾	氯化钾	氯化铵	硫酸铵
溶解度/g(20℃)	11.1	34.2	37.2	75.4

(1)“设备I”中将碳酸钙研成粉末的目的是_____。

(2)“设备II”中发生的化学反应方程式是_____。

(3)“设备III”中发生的化学反应方程式是_____。反应物之一硫酸铵[(NH4)2SO4)]中氮元素的化合价为_____。洗涤从“设备III”中得到的固体时，不用水而是用饱和硫酸钾溶液，其目的是_____。

(4)上述流程中可循环使用的物质除水外，还有_____(填写化学式).

(5)根据本题所给的信息推断实验室_____(能、不能)用碳酸钙粉末和稀硫酸反应制备得到二氧化碳。

Answer 1

【答案】增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分 CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4 (NH4)2SO4+2KCl=2NH4Cl+K2SO4↓ -3 减少硫酸钾的溶解 CaCO3、NH3 能

【解析】

（1）碳酸钙研成粉末的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分；

（2）根据流程图可知，“设备Ⅱ”中反应物是硫酸钙、氨气、二氧化碳和水，生成物是碳酸钙和硫酸铵，反应的方程式是：CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4；

（3）根据流程图可知，“设备III”中反应物是硫酸铵和氯化钾，生成物是氯化铵和硫酸钾，此时由于硫酸钾的溶解度较小而析出，形成沉淀，反应的化学反应方程式是(NH4)2SO4+2KCl=2NH4Cl+K2SO4↓；根据化合物中各元素化合价的代数和为零可知，在（NH4）2SO4）中，由于硫酸根显-2价，可推出铵根显+1价，由于氢显+1价，可推出氮元素显-3价；饱和硫酸钾溶液不能溶解硫酸钾，能溶解其他物质。洗涤从“设备Ⅲ”中得到的固体时，不用水而是用饱和硫酸钾溶液，其目的是减少硫酸钾的溶解；

（4）根据在前面反应物中有，到了后面生成物中有，这样的物质可以循环使用，所以由图示可知CaCO3、NH3可以循环使用；

（5）根据本题所给的信息推断实验室能用碳酸钙粉末和稀硫酸反应制备得到二氧化碳。