Question

【题目】K2SO4是制备K2CO3、KAl(SO4)2等钾盐的原料，可用于玻璃、染料、香料等工业，在医药上可用作缓泻剂，在农业上是主要的无氯钾肥。以下是用氨碱法从明矾石提取硫酸钾工艺流程图。明矾石主要成分为K2SO4Al2(SO4)34Al(OH)3 ，通常含有少量SiO2、Fe2O3等。

回答题：

（1）用28%氨水（密度为0.898g/L）配制4%氨水（密度为0.981g/L）500mL，需28%氨水______mL，配制溶液时，应选用的仪器是______（选填序号）。

(a)20mL量筒 (b)100 mL量筒 (c)500 mL量筒 (d) 500 mL容量瓶

（2）填写下列操作名称：操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。

（3）硅渣主要成分是___________，（写化学式），脱硅后的固体为红泥，可用于_________。

（4）上述流程中可以循环使用的物质X是__________________。

（5）钾氮肥的主要成分是__________，请设计实验检验钾氮肥中（除K+以外）的阳离子：（写出所需试剂、实验步骤和结论）_________________；

（6）为了测定钾氮肥中钾的含量，在试样完全溶于水后，加入足量氯化钡溶液，得到白色沉淀a克，若要计算K2SO4的物质的量，还需要_____________数据，列出计算式：_____________________。

Answer 1

【答案】 78.0 b 过滤 结晶 加热 SiO2 Fe2O3 炼铁（作颜料） NaOH K2SO4、(NH4)2SO4 取少量样品溶于水，加入氢氧化钠溶液加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变红，则证明有NH4+。 钾氮肥的主要成分的质量

设硫酸钾物质的量为X，硫酸铵物质的量为Y

【解析】脱水后加入氨水，铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤后向滤液中加入硫酸中和氨水，结晶得到钾氮肥；氨渣中含有氧化铝、二氧化硅和氧化铁，加入氢氧化钠，氧化铝溶解得到偏铝酸钠溶液，然后水解转化为氢氧化铝沉淀和氢氧化钠，氢氧化铝分解得到氧化铝，据此分析解答。

（1）稀释过程中溶质不变，则需28%氨水，应选用的仪器是100 mL量筒，答案选b；（2）填写下列操作名称：氨水溶解后，有不溶物存在，因此操作Ⅰ是过滤；从溶液中得到钾氮肥，需要结晶；氢氧化铝分解得到氧化铝，所以操作Ⅲ是加热；（3）二氧化硅、氧化铁不溶于氢氧化钠，所以硅渣主要成分是SiO2、Fe2O3，因此脱硅后的固体可用于炼铁（作颜料）。（4）偏铝酸钠水解得到氢氧化钠，则上述流程中可以循环使用的物质X是NaOH。（5）钾氮肥的主要成分是K2SO4、(NH4)2SO4。铵根能与强碱反应产生碱性气体氨气，则检验铵根的实验操作为：取少量样品溶于水，加入氢氧化钠溶液加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变红，则证明有NH4+。（6）为了测定钾氮肥中钾的含量，在试样完全溶于水后，加入足量氯化钡溶液，得到白色沉淀a克，白色沉淀是硫酸钡，所以若要计算K2SO4的物质的量，还需要钾氮肥的主要成分的质量；设钾氮肥的质量是bg，硫酸钾物质的量为xmol，硫酸铵物质的量为xmol，则174x+132y＝b、233x+233y＝a。