Question

【題目】K2SO4是制備K2CO3、KAl(SO4)2等鉀鹽的原料，可用于玻璃、染料、香料等工業，在醫藥上可用作緩瀉劑，在農業上是主要的無氯鉀肥。以下是用氨堿法從明礬石提取硫酸鉀工藝流程圖。明礬石主要成分為K2SO4Al2(SO4)34Al(OH)3 ，通常含有少量SiO2、Fe2O3等。

回答題：

（1）用28%氨水（密度為0.898g/L）配制4%氨水（密度為0.981g/L）500mL，需28%氨水______mL，配制溶液時，應選用的儀器是______（選填序號）。

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

（2）填寫下列操作名稱：操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。

（3）硅渣主要成分是___________，（寫化學式），脫硅后的固體為紅泥，可用于_________。

（4）上述流程中可以循環使用的物質X是__________________。

（5）鉀氮肥的主要成分是__________，請設計實驗檢驗鉀氮肥中（除K+以外）的陽離子：（寫出所需試劑、實驗步驟和結論）_________________；

（6）為了測定鉀氮肥中鉀的含量，在試樣完全溶于水后，加入足量氯化鋇溶液，得到白色沉淀a克，若要計算K2SO4的物質的量，還需要_____________數據，列出計算式：_____________________。

Answer 1

【答案】 78.0 b 過濾 結晶 加熱 SiO2 Fe2O3 煉鐵（作顏料） NaOH K2SO4、(NH4)2SO4 取少量樣品溶于水，加入氫氧化鈉溶液加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變紅，則證明有NH4+。 鉀氮肥的主要成分的質量

設硫酸鉀物質的量為X，硫酸銨物質的量為Y

【解析】脫水后加入氨水，鋁離子轉化為氫氧化鋁沉淀，過濾后向濾液中加入硫酸中和氨水，結晶得到鉀氮肥；氨渣中含有氧化鋁、二氧化硅和氧化鐵，加入氫氧化鈉，氧化鋁溶解得到偏鋁酸鈉溶液，然后水解轉化為氫氧化鋁沉淀和氫氧化鈉，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，據此分析解答。

（1）稀釋過程中溶質不變，則需28%氨水，應選用的儀器是100 mL量筒，答案選b；（2）填寫下列操作名稱：氨水溶解后，有不溶物存在，因此操作Ⅰ是過濾；從溶液中得到鉀氮肥，需要結晶；氫氧化鋁分解得到氧化鋁，所以操作Ⅲ是加熱；（3）二氧化硅、氧化鐵不溶于氫氧化鈉，所以硅渣主要成分是SiO2、Fe2O3，因此脫硅后的固體可用于煉鐵（作顏料）。（4）偏鋁酸鈉水解得到氫氧化鈉，則上述流程中可以循環使用的物質X是NaOH。（5）鉀氮肥的主要成分是K2SO4、(NH4)2SO4。銨根能與強堿反應產生堿性氣體氨氣，則檢驗銨根的實驗操作為：取少量樣品溶于水，加入氫氧化鈉溶液加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變紅，則證明有NH4+。（6）為了測定鉀氮肥中鉀的含量，在試樣完全溶于水后，加入足量氯化鋇溶液，得到白色沉淀a克，白色沉淀是硫酸鋇，所以若要計算K2SO4的物質的量，還需要鉀氮肥的主要成分的質量；設鉀氮肥的質量是bg，硫酸鉀物質的量為xmol，硫酸銨物質的量為xmol，則174x+132y＝b、233x+233y＝a。