Question

【題目】NH4HCO3的分解溫度是 35℃。以氯化鉀和制取二氧化鈦的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)鐵紅顏料和過(guò)二硫酸銨等，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：

（1）氣體x是_________，反應(yīng) I 需控制反應(yīng)溫度低于35℃ , 其目的是_______。

（2）反應(yīng)I的離子方程式為 ___________，FeCO3灼燒的反應(yīng)方程式為 __________。

（3）各物質(zhì)的溶解度曲線如圖，晶體z是____，簡(jiǎn)述反應(yīng)III發(fā)生的原因 ________，工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)III的過(guò)程中加入一定量的乙醇，其目的是_____________。

（4）反應(yīng)IV 常用于生產(chǎn)(NH4)2S2O8 (過(guò)二硫酸銨）。電解時(shí)均用惰性電極，氣體y是__________，陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為_______________ 。

Answer 1

【答案】CO2或二氧化碳 防止 NH4HCO3分解（或減少 Fe2＋的水解） Fe2++2HCO3- =FeCO3↓+H2O+CO2↑ 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 K2SO4 在相同溫度下，K2SO4最先達(dá)到飽和或 K2SO4溶解度最小或 K2SO4溶解度比 KCl、(NH4)2SO4小或離子反應(yīng)向生成溶解度更小的 K2SO4的方向進(jìn)行，故先析出 降低 K2SO4 的溶解度 H2 2SO42－-2e- = S2O82－或 2HSO4－-2e- = 2H++S2O82－

【解析】

反應(yīng)I是FeSO4與NH4HCO3反應(yīng)生成FeCO3、H2O和CO2，過(guò)濾得到沉淀碳酸亞鐵，碳酸亞鐵在氧氣中灼燒生成氧化鐵和二氧化碳，濾液為硫酸銨和NH4HCO3，向?yàn)V液中加入稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，硫酸銨加入KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨，電解硫酸銨得到過(guò)二硫酸銨。

⑴根據(jù)分析得到氣體x是CO2，根據(jù)題中信息NH4HCO3的分解溫度是 35℃，因此反應(yīng)I需控制反應(yīng)溫度低于35℃，其目的是防止NH4HCO3分解(或減少 Fe2＋的水解)；故答案為：CO2或二氧化碳；防止NH4HCO3分解(或減少 Fe2＋的水解)。

⑵反應(yīng)I是 Fe2+與HCO3－ 反應(yīng)生成FeCO3、H2O和CO2，其離子方程式為Fe2++2HCO3－ = FeCO3↓+H2O+CO2↑，FeCO3灼燒與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳，其反應(yīng)方程式為 FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2；故答案為：Fe2++2HCO3－ = FeCO3↓+H2O+CO2↑；FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2。

⑶各物質(zhì)的溶解度曲線如圖，在相同溫度下，K2SO4溶解度最小，離子反應(yīng)向生成溶解度更小的K2SO4的方向進(jìn)行，因此先析出晶體z是K2SO4，工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)III的過(guò)程中加入一定量的乙醇，其目的是降低 K2SO4 的溶解度；故答案為：K2SO4；在相同溫度下，K2SO4最先達(dá)到飽和或 K2SO4溶解度最小或 K2SO4溶解度比 KCl、(NH4)2SO4小或離子反應(yīng)向生成溶解度更小的 K2SO4的方向進(jìn)行，故先析出；降低 K2SO4的溶解度。

⑷反應(yīng)IV常用于生產(chǎn)(NH4)2S2O8(過(guò)二硫酸銨)，反應(yīng)IV是電解硫酸根或硫酸氫根生成(NH4)2S2O8，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，在陽(yáng)極反應(yīng)，因此陰極是氫離子得到電子生成氫氣，故氣體y是H2，陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為2SO422e－ = S2O82或2HSO4－2e－ = 2H++S2O82；故答案為：H2；2SO422e－ = S2O82或2HSO4－2e－ = 2H++S2O82。