Question

【題目】某化工廠用廢硫酸制備K2SO4的流程如下：

物質(zhì)	KCl	K2SO4	NH4Cl	（NH4）2SO4
溶解度/g（20℃）	34.2	11.1	37.2	75.4

（1）生產(chǎn)上將CaCO3研成粉末的目的是______。

（2）上述流程中，除可綜合利用CO2外，還可循環(huán)使用的物質(zhì)是______（填化學(xué)式）。

（3）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：______。寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式：______。

（4）反應(yīng)③中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如表所示。反應(yīng)③在常溫下能實現(xiàn)的原因是______。

（5）洗滌反應(yīng)③所得晶體不用水而用飽和K2SO4溶液的目的是______。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率 CaCO3 H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑ CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4 常溫下K2SO4的溶解度小 減少K2SO4的溶解而造成的硫酸鉀損失

【解析】

（1）由于反應(yīng)物之間接觸面積越大，反應(yīng)越快，轉(zhuǎn)化率越高，所以生產(chǎn)上將CaCO3研成粉末的目的是 增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率。

（2）整個過程中開始碳酸鈣是反應(yīng)物，后期是生成物；而二氧化碳開始是生成物，后來是反應(yīng)物，所以上述流程中，除可綜合利用CO2外，還可循環(huán)使用的物質(zhì)的化學(xué)式為CaCO3。

（3）①硫酸和碳酸鈣粉末反應(yīng)生成硫酸鈣和水以及二氧化碳，對應(yīng)的化學(xué)方程式：H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑．②是硫酸鈣和氨氣以及二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硫酸銨，對應(yīng)的化學(xué)方程式：CaSO4+2NH3 +CO2+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4。

（4）根據(jù)表中信息可知，常溫下硫酸鉀的溶解度最小，反應(yīng)③是硫酸銨和氯化鉀相互交換成分，生成了氯化銨和硫酸鉀晶體，由于在四種物質(zhì)硫酸鉀在常溫下溶解度最小，相對其他物質(zhì)視為不溶，所以該反應(yīng)能發(fā)生，書寫化學(xué)方程式的話，可以寫為：2 KCl+（NH4）2SO4=NH4Cl+K2SO4↓．所以反應(yīng)③在常溫下能實現(xiàn)的原因是常溫下K2SO4的溶解度小。

（5）洗滌反應(yīng)③所得晶體不用水而用飽和K2SO4溶液的目的是減少K2SO4的溶解而造成的硫酸鉀損失。

故答案為：

（1）增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率。

（2）CaCO3。

（3）H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑； CaSO4+2NH3 +CO2+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4。

（4）常溫下K2SO4的溶解度小。

（5）減少K2SO4的溶解而造成的硫酸鉀損失。