Question

17．以硫酸钙晶体（石膏的主要成分）与氯化钾为原料制备硫酸钾的流程如图：

已知硫酸钾在不同温度下在水溶液、氨溶液中的溶解度（g）

温度（℃）	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	非常压

（1）氨水显碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），向水中连续通氨气达两个小时可得高浓度氨水，氨气不断溶解使溶液pH增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．上表中“非常压”指需增大气压才能形成30℃的氨（35%）溶液，常压下不能形成30℃的氨（35%）溶液的原因是常压30℃时氨气在水中达到饱和时浓度小于35%．
（2）沉淀池中氨水浓度常常控制在25%至40%，其原因是氨水浓度越大，硫酸钾溶解度越小，沉淀池温度适宜保持
低温（选填“低温”或“高温”）．
（3）滤液经蒸发后产生可以循环使用的气体，其化学式为NH₃；滤液中的副产品氯化钙可转化成碳酸钙固体，与HNO₃反应制备Ca（NO₃）₂•6H₂O晶体，为确保制备过程中既不补充水，也无多余的水，所用硝酸溶液中溶质与溶剂的质量比为7：5．
（4）实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，其中玻璃棒在稀释浓硫酸时也用到，稀释浓硫酸时用到玻璃棒的主要作用为使溶解产生的热量及时散发，防止局部过热而引起液体飞溅．
（5）检验沉淀是否洗净的试剂是AB（填序号）
A．酚酞试液           B碳酸钠溶液          C氯化钡溶液
（6）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放，能将其转化为石膏（CaSO₄•2H₂O）等产品，实现“变废为宝”．二氧化硫的排放会导致的环境问题是形成酸雨，可用高锰酸钾溶液检验烟气中二氧化硫．
（7）某电厂用煤200吨（含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏（CaSO₄•2H₂O），则可生产石膏多少吨？

Answer 1

分析 根据物质的酸碱性与pH的关系、氨气在水中的溶解因素、过滤操作需要的仪器以及物质的性质进行分析解答即可．根据题干提供的数据结合硫元素质量守恒计算即可．

解答 解：（1）氨水呈碱性，向水中连续通氨气达两个小时可得高浓度氨水，氨气不断溶解则碱性增强，故会使溶液pH增大；
常压30℃时氨气在水中达到饱和时浓度小于35%，故常压下不能形成30℃的氨（35%）溶液．
（2）根据表格提供的数据可以看出，氨水浓度越大，硫酸钾溶解度越小，故沉淀池中氨水浓度常常控制在25%至40%；沉淀池温度适宜保持在低温；
（3）滤液经蒸发后产生可以循环使用的气体是氨气，其化学式为NH₃；根据反应的化学方程式可以看出：
CaCO₃+2HNO₃═Ca（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑
溶质硝酸和溶剂水的微粒个数比为：
2HNO₃--5H₂O
126            90
故硝酸和水的质量比为：126：90=7：5；
（4）实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，稀释浓硫酸时用到玻璃棒的主要作用为 使溶解产生的热量及时散发，防止局部过热而引起液体飞溅．
（5）沉淀若是洗涤干净，则不含有氢氧化钙，氢氧化钙呈碱性，能使酚酞变红，能与碳酸钠反应产生沉淀，不能与氯化钡反应，故检验沉淀是否洗净的试剂是AB；
（6）二氧化硫排放到空气中会造成空气污染，随雨水降落会形成酸雨；二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，可以用高锰酸钾溶液检验二氧化硫；
（7）转化生成石膏的硫元素的质量为：200t×2.5%×96%=4.8t
设生产石膏的质量为x，根据硫元素质量守恒，可以得到：
S------CaSO₄•2H₂O
32                   172
4.8t                 x
$\frac{32}{172}=\frac{4.8t}{x}$
x=25.8t
故答案为：（1）碱性，增大，常压30℃时氨气在水中达到饱和时浓度小于35%．
（2）氨水浓度越大，硫酸钾溶解度越小，低温．
（3）NH₃，7：5；
（4）漏斗；使溶解产生的热量及时散发，防止局部过热而引起液体飞溅；
（5）AB；
（6）形成酸雨；高锰酸钾；
（7）生产石膏25.8t．

点评 本题考查的是常见的物质的制备，难度较大，完成此题，可以依据已有的物质的性质结合题干提供的信息进行．