Question

9．某化工廠以氯化鉀和硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀和氧化鐵紅顏料．其部分流程如圖1所示：

查閱資料：
（1）三價鐵離子能和很多金屬反應(yīng)，如：Fe₂（SO₄）₃+Cu═CuSO₄+2FeSO₄，F(xiàn)e₂（SO₄）₃+Fe═3FeSO₄
（2）已知反應(yīng)I的化學(xué)方程式：FeSO₄+2NH₄HCO₃═（NH₄）₂SO₄+FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O
（3）K₂SO₄在有機(jī)溶劑中溶解度小
（1）反應(yīng)I前除去FeSO₄ 溶液中的雜質(zhì)Fe₂（SO₄）₃需加入B（填字母）
A．鋅粉            B．鐵屑              C．銅粉           D．氫氣
（2）反應(yīng)Ⅰ所得混合物過濾后所得濾液的溶質(zhì)有NH₄HCO₃和（NH₄）₂SO₄．
（3）反應(yīng)Ⅱ中加入稀硫酸的作用是除去過量的碳酸氫銨．
（4）反應(yīng)Ⅲ為復(fù)分解反應(yīng)，其化學(xué)方程式為（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄↓+2NH₄Cl；工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)Ⅲ過程中加入一定量的有機(jī)溶劑，其目的是減小硫酸鉀的溶解度，使硫酸鉀析出．
（5）反應(yīng)Ⅲ得到的K₂SO₄固體沉淀需要經(jīng)過洗滌，才能得到純度高的產(chǎn)品．洗滌時最好用C（填字母）．
 A．熱水　       B．冷水　    C．K₂SO₄飽和溶液
（6）將FeCO₃在氧氣中高溫煅燒可生成Fe₂O₃固體和一種常見氣體，化學(xué)方程式為4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
（7）現(xiàn)實驗探究產(chǎn)品中硫酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取該樣品10g配成溶液．滴入稍過量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.8%氯化鋇溶液充分反應(yīng)，得到的數(shù)據(jù)如圖2所示，求樣品中硫酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

Answer 1

分析 （1）為了不帶入新的雜質(zhì)，應(yīng)該用鐵除去FeSO₄ 溶液中的雜質(zhì)Fe₂（SO₄）₃；
（2）反應(yīng)Ⅰ所得混合物過濾后所得濾液的溶質(zhì)有反應(yīng)生成的硫酸銨和過量的碳酸氫銨；
（3）碳酸氫銨能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銨、水和二氧化碳；
（4）硫酸銨和氯化鉀反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨；
因為硫酸鉀在有機(jī)溶劑中的溶解度很小，因此加入有機(jī)溶劑能使硫酸鉀從溶液中析出；
（5）飽和硫酸鉀溶液中不能溶解硫酸鉀，但是能夠溶解其它一些溶質(zhì)；
（6）將FeCO₃在氧氣中高溫煅燒可生成Fe₂O₃固體和二氧化碳；
（7）硫酸鉀和氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇和氯化鉀，根據(jù)圖中提供的信息和提供的數(shù)據(jù)及其反應(yīng)的化學(xué)方程式可以進(jìn)行相關(guān)方面的計算．

解答 解：（1）反應(yīng)I前除去FeSO₄ 溶液中的雜質(zhì)Fe₂（SO₄）₃需加入鐵屑，而加入鋅、銅會帶入新的雜質(zhì)．
故填：B．
（2）反應(yīng)Ⅰ所得混合物過濾后所得濾液的溶質(zhì)有過量的碳酸氫銨和反應(yīng)生成的硫酸銨．
故填：NH₄HCO₃和（NH₄）₂SO₄．
（3）反應(yīng)Ⅱ中，碳酸氫銨能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銨、水和二氧化碳，因此加入稀硫酸的作用是除去過量的碳酸氫銨．
故填：除去過量的碳酸氫銨．
（4）硫酸銨和氯化鉀反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄+2NH₄Cl；
工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)Ⅲ過程中加入一定量的有機(jī)溶劑，其目的是減小硫酸鉀的溶解度，使硫酸鉀析出．
故填：（NH₄）₂SO₄+2KCl=K₂SO₄+2NH₄Cl；減小硫酸鉀的溶解度，使硫酸鉀析出．
（5）反應(yīng)Ⅲ得到的K₂SO₄固體沉淀需要經(jīng)過洗滌，才能得到純度高的產(chǎn)品．洗滌時最好用K₂SO₄飽和溶液，這樣既能夠保證硫酸鉀不損失，又能夠除去硫酸鉀中的雜質(zhì)．
故填：C．
（6）將FeCO₃在氧氣中高溫煅燒可生成Fe₂O₃固體和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
故填：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
（7）設(shè)樣品中硫酸鉀質(zhì)量為x，
BaCl₂+K₂SO₄═BaSO₄↓+2KCl，
208          174
50g×20.8%  x
$\frac{208}{174}=\frac{50g×20.8%}{x}$
x=8.7g，
樣品中硫酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.7g}{10g}$×100%=87%，
答：樣品中硫酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87%．

點評 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)和根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算的能力，解答時要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論，計算時要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．