Question

【题目】某化工厂用废硫酸制备K2SO4的流程如下：

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

（1）生产上将CaCO3研成粉末的目的是______。

（2）上述流程中，除可综合利用CO2外，还可循环使用的物质是______（填化学式）。

（3）写出反应①的化学方程式：______。写出反应②的化学方程式：______。

（4）反应③中相关物质的溶解度如表所示。反应③在常温下能实现的原因是______。

（5）洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和K2SO4溶液的目的是______。

Answer 1

【答案】增大反应物的接触面积，加快反应速率 CaCO3 H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑ CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4 常温下K2SO4的溶解度小 减少K2SO4的溶解而造成的硫酸钾损失

【解析】

（1）由于反应物之间接触面积越大，反应越快，转化率越高，所以生产上将CaCO3研成粉末的目的是 增大反应物的接触面积，加快反应速率。

（2）整个过程中开始碳酸钙是反应物，后期是生成物；而二氧化碳开始是生成物，后来是反应物，所以上述流程中，除可综合利用CO2外，还可循环使用的物质的化学式为CaCO3。

（3）①硫酸和碳酸钙粉末反应生成硫酸钙和水以及二氧化碳，对应的化学方程式：H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑．②是硫酸钙和氨气以及二氧化碳和水反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵，对应的化学方程式：CaSO4+2NH3 +CO2+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4。

（4）根据表中信息可知，常温下硫酸钾的溶解度最小，反应③是硫酸铵和氯化钾相互交换成分，生成了氯化铵和硫酸钾晶体，由于在四种物质硫酸钾在常温下溶解度最小，相对其他物质视为不溶，所以该反应能发生，书写化学方程式的话，可以写为：2 KCl+（NH4）2SO4=NH4Cl+K2SO4↓．所以反应③在常温下能实现的原因是常温下K2SO4的溶解度小。

（5）洗涤反应③所得晶体不用水而用饱和K2SO4溶液的目的是减少K2SO4的溶解而造成的硫酸钾损失。

故答案为：

（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率。

（2）CaCO3。

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

（4）常温下K2SO4的溶解度小。

（5）减少K2SO4的溶解而造成的硫酸钾损失。