Question

【题目】磷酸二氢钾在工农业和医学领域具有广泛的应用。以下是工业上制备磷酸二氢钾的三种方法。回答下列问题：

Ⅰ．直接法

（1）气体X为___（填化学式）。

（2）“转化”步骤发生反应的离子反应方程式___（已知：Ca3(PO4)2难溶于水）。

（3）滤液①中加入甲醇的作用是___。

（4）“操作Ⅰ”是___。

Ⅱ．酸碱中和法

（5）氢氧化钾溶液与高纯度磷酸在反应器中发生中和反应制备磷酸二氢钾。写出此反应的离子反应方程式___。由图1判断制备磷酸二氢钾（达80%）的最佳pH范围___。

Ⅲ．电解法

电解法制取KH2PO4的原理如图2所示。一定件下，还可得到NaClO3。

（6）在___室（填标号）可得到KH2PO4；写出产生ClO3－，的电极反应式___。

Answer 1

【答案】HCl Ca3(PO4)2+4H++3SO42－2H2PO4－+3CaSO4 促进磷酸二氢钾的析出 蒸馏 OH－+H3PO4=H2PO4－+H2O 3﹣6.5 C Cl－+6OH－﹣6e－=ClO3－+3H2O

【解析】

浓硫酸和氯化钾180°C发生反应生成氯化氢气体和硫酸氢钾，加水稀释得到硫酸氢钾的溶液，加入磷矿磷酸钙70°C转化为磷酸二氢钙和磷酸钙，过滤后的滤液加入甲醇促进磷酸二氢钾的析出，滤液②是硫酸钾和甲醇，蒸馏得到甲醇和硫酸钾，

Ⅰ．(1)由流程可知，KCl与浓硫酸得到KHSO4，依据元素守恒分析；

(2)浓硫酸和氯化钾加热反应生成了氯化氢气体，促进反应正向进行；

(3)由流程可知KHSO4溶液加入Ca3(PO4)270℃可以转化得到KH2PO4，另一物质为CaSO4，据此书写；

(4)滤液①中加入甲醇得到产品磷酸二氢钾，故甲醇的作用是促进磷酸二氢钾的析出；

(5)蒸馏用来分离易挥发和难挥发的物质，据此分析；

Ⅱ．(6)氢氧化钾溶液与高纯度磷酸在反应器中发生中和反应制备磷酸二氢钾，图象分析可知磷酸二氢钾(达80%)的pH范围；

Ⅲ．(7)C室连接电源负极得到电子做阴极，阳离子钾离子通过阳离子交换膜进入C室，得到产品磷酸二氢钾，氯离子通过阴离子交换膜在A室失去电子发生氧化反应，据此分析。

Ⅰ．(1)由流程可知，KCl与浓硫酸得到KHSO4，则得到的气体为HCl；

(2)“浸取”步骤，浓硫酸能与KCl能发生化学反应的原因是：有HCl气体生成平衡向正反应方向进行；

(3)由流程可知KHSO4溶液加入Ca3(PO4)270℃可以转化得到KH2PO4，另一物质为CaSO4，离子方程式为：Ca3(PO4)2+4H++3SO42﹣2H2PO4﹣+3CaSO4；

(4)滤液①中加入甲醇得到产品磷酸二氢钾，故甲醇的作用是促进磷酸二氢钾的析出；

(5)经过操作Ⅰ得到易挥发的甲醇和电解质溶液，经过蒸馏可得；

Ⅱ．(6)氢氧化钾溶液与高纯度磷酸在反应器中发生中和反应制备磷酸二氢钾，反应的离子反应方程式：OH﹣+H3PO4＝H2PO4﹣+H2O，图象分析可知判断制备磷酸二氢钾(达80%)的最佳pH范围：3﹣6.5；

Ⅲ．(7)C室连接电源负极得到电子做阴极，阳离子钾离子通过阳离子交换膜进入C室，得到产品磷酸二氢钾，氯离子通过阴离子交换膜在A室失去电子发生氧化反应得到ClO3﹣，电极反应式为：Cl﹣+6OH﹣﹣6e﹣＝ClO3﹣+3H2O。