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品硫酸亞鐵為原料生產鐵紅顏料和過二硫酸銨等，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：

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

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

（3）各物質的溶解度曲線如圖，晶體z是____，簡述反應III發生的原因 ________，工業生產上常在反應III的過程中加入一定量的乙醇，其目的是_____________。

（4）反應IV 常用于生產(NH4)2S2O8 (過二硫酸銨）。電解時均用惰性電極，氣體y是__________，陽極發生的電極反應可表示為_______________ 。

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小或離子反應向生成溶解度更小的 K2SO4的方向進行，故先析出 降低 K2SO4 的溶解度 H2 2SO42－-2e- = S2O82－或 2HSO4－-2e- = 2H++S2O82－

【解析】

反應I是FeSO4與NH4HCO3反應生成FeCO3、H2O和CO2，過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，向濾液中加入稀硫酸反應生成硫酸銨，硫酸銨加入KCl發生復分解反應生成硫酸鉀和氯化銨，電解硫酸銨得到過二硫酸銨。

⑴根據分析得到氣體x是CO2，根據題中信息NH4HCO3的分解溫度是 35℃，因此反應I需控制反應溫度低于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I是 Fe2+與HCO3－ 反應生成FeCO3、H2O和CO2，其離子方程式為Fe2++2HCO3－ = FeCO3↓+H2O+CO2↑，FeCO3灼燒與氧氣反應生成氧化鐵和二氧化碳，其反應方程式為 FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2；故答案為：Fe2++2HCO3－ = FeCO3↓+H2O+CO2↑；FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2。

⑶各物質的溶解度曲線如圖，在相同溫度下，K2SO4溶解度最小，離子反應向生成溶解度更小的K2SO4的方向進行，因此先析出晶體z是K2SO4，工業生產上常在反應III的過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小或離子反應向生成溶解度更小的 K2SO4的方向進行，故先析出；降低 K2SO4的溶解度。

⑷反應IV常用于生產(NH4)2S2O8(過二硫酸銨)，反應IV是電解硫酸根或硫酸氫根生成(NH4)2S2O8，化合價升高，發生氧化反應，在陽極反應，因此陰極是氫離子得到電子生成氫氣，故氣體y是H2，陽極發生的電極反應可表示為2SO422e－ = S2O82或2HSO4－2e－ = 2H++S2O82；故答案為：H2；2SO422e－ = S2O82或2HSO4－2e－ = 2H++S2O82。