Question

17．以硫酸鈣晶體（石膏的主要成分）與氯化鉀為原料制備硫酸鉀的流程如圖：

已知硫酸鉀在不同溫度下在水溶液、氨溶液中的溶解度（g）

溫度（℃）	0	10	26	30
水溶液	7.31	9.28	11.03	12.98
氨（8%）溶液	1.41	1.58	2.25	3.36
氨（35%）溶液	0.44	0.75	0.82	非常壓

（1）氨水顯堿性（填“酸性”、“堿性”或“中性”），向水中連續通氨氣達兩個小時可得高濃度氨水，氨氣不斷溶解使溶液pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．上表中“非常壓”指需增大氣壓才能形成30℃的氨（35%）溶液，常壓下不能形成30℃的氨（35%）溶液的原因是常壓30℃時氨氣在水中達到飽和時濃度小于35%．
（2）沉淀池中氨水濃度常常控制在25%至40%，其原因是氨水濃度越大，硫酸鉀溶解度越小，沉淀池溫度適宜保持
低溫（選填“低溫”或“高溫”）．
（3）濾液經蒸發后產生可以循環使用的氣體，其化學式為NH₃；濾液中的副產品氯化鈣可轉化成碳酸鈣固體，與HNO₃反應制備Ca（NO₃）₂•6H₂O晶體，為確保制備過程中既不補充水，也無多余的水，所用硝酸溶液中溶質與溶劑的質量比為7：5．
（4）實驗室進行過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，其中玻璃棒在稀釋濃硫酸時也用到，稀釋濃硫酸時用到玻璃棒的主要作用為使溶解產生的熱量及時散發，防止局部過熱而引起液體飛濺．
（5）檢驗沉淀是否洗凈的試劑是AB（填序號）
A．酚酞試液           B碳酸鈉溶液          C氯化鋇溶液
（6）煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放，能將其轉化為石膏（CaSO₄•2H₂O）等產品，實現“變廢為寶”．二氧化硫的排放會導致的環境問題是形成酸雨，可用高錳酸鉀溶液檢驗煙氣中二氧化硫．
（7）某電廠用煤200噸（含硫質量分數為2.5%），若燃燒時煤中的硫全部轉化成二氧化硫，煙氣脫硫中有96%的硫轉化為石膏（CaSO₄•2H₂O），則可生產石膏多少噸？

Answer 1

分析 根據物質的酸堿性與pH的關系、氨氣在水中的溶解因素、過濾操作需要的儀器以及物質的性質進行分析解答即可．根據題干提供的數據結合硫元素質量守恒計算即可．

解答 解：（1）氨水呈堿性，向水中連續通氨氣達兩個小時可得高濃度氨水，氨氣不斷溶解則堿性增強，故會使溶液pH增大；
常壓30℃時氨氣在水中達到飽和時濃度小于35%，故常壓下不能形成30℃的氨（35%）溶液．
（2）根據表格提供的數據可以看出，氨水濃度越大，硫酸鉀溶解度越小，故沉淀池中氨水濃度常常控制在25%至40%；沉淀池溫度適宜保持在低溫；
（3）濾液經蒸發后產生可以循環使用的氣體是氨氣，其化學式為NH₃；根據反應的化學方程式可以看出：
CaCO₃+2HNO₃═Ca（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑
溶質硝酸和溶劑水的微粒個數比為：
2HNO₃--5H₂O
126            90
故硝酸和水的質量比為：126：90=7：5；
（4）實驗室進行過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，稀釋濃硫酸時用到玻璃棒的主要作用為 使溶解產生的熱量及時散發，防止局部過熱而引起液體飛濺．
（5）沉淀若是洗滌干凈，則不含有氫氧化鈣，氫氧化鈣呈堿性，能使酚酞變紅，能與碳酸鈉反應產生沉淀，不能與氯化鋇反應，故檢驗沉淀是否洗凈的試劑是AB；
（6）二氧化硫排放到空氣中會造成空氣污染，隨雨水降落會形成酸雨；二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，可以用高錳酸鉀溶液檢驗二氧化硫；
（7）轉化生成石膏的硫元素的質量為：200t×2.5%×96%=4.8t
設生產石膏的質量為x，根據硫元素質量守恒，可以得到：
S------CaSO₄•2H₂O
32                   172
4.8t                 x
$\frac{32}{172}=\frac{4.8t}{x}$
x=25.8t
故答案為：（1）堿性，增大，常壓30℃時氨氣在水中達到飽和時濃度小于35%．
（2）氨水濃度越大，硫酸鉀溶解度越小，低溫．
（3）NH₃，7：5；
（4）漏斗；使溶解產生的熱量及時散發，防止局部過熱而引起液體飛濺；
（5）AB；
（6）形成酸雨；高錳酸鉀；
（7）生產石膏25.8t．

點評 本題考查的是常見的物質的制備，難度較大，完成此題，可以依據已有的物質的性質結合題干提供的信息進行．