Question

【題目】磷酸二氫鉀在工農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。以下是工業(yè)上制備磷酸二氫鉀的三種方法。回答下列問題：

Ⅰ．直接法

（1）氣體X為___（填化學(xué)式）。

（2）“轉(zhuǎn)化”步驟發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式___（已知：Ca3(PO4)2難溶于水）。

（3）濾液①中加入甲醇的作用是___。

（4）“操作Ⅰ”是___。

Ⅱ．酸堿中和法

（5）氫氧化鉀溶液與高純度磷酸在反應(yīng)器中發(fā)生中和反應(yīng)制備磷酸二氫鉀。寫出此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式___。由圖1判斷制備磷酸二氫鉀（達(dá)80%）的最佳pH范圍___。

Ⅲ．電解法

電解法制取KH2PO4的原理如圖2所示。一定件下，還可得到NaClO3。

（6）在___室（填標(biāo)號）可得到KH2PO4；寫出產(chǎn)生ClO3－，的電極反應(yīng)式___。

Answer 1

【答案】HCl Ca3(PO4)2+4H++3SO42－2H2PO4－+3CaSO4 促進(jìn)磷酸二氫鉀的析出 蒸餾 OH－+H3PO4=H2PO4－+H2O 3﹣6.5 C Cl－+6OH－﹣6e－=ClO3－+3H2O

【解析】

濃硫酸和氯化鉀180°C發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫氣體和硫酸氫鉀，加水稀釋得到硫酸氫鉀的溶液，加入磷礦磷酸鈣70°C轉(zhuǎn)化為磷酸二氫鈣和磷酸鈣，過濾后的濾液加入甲醇促進(jìn)磷酸二氫鉀的析出，濾液②是硫酸鉀和甲醇，蒸餾得到甲醇和硫酸鉀，

Ⅰ．(1)由流程可知，KCl與濃硫酸得到KHSO4，依據(jù)元素守恒分析；

(2)濃硫酸和氯化鉀加熱反應(yīng)生成了氯化氫氣體，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行；

(3)由流程可知KHSO4溶液加入Ca3(PO4)270℃可以轉(zhuǎn)化得到KH2PO4，另一物質(zhì)為CaSO4，據(jù)此書寫；

(4)濾液①中加入甲醇得到產(chǎn)品磷酸二氫鉀，故甲醇的作用是促進(jìn)磷酸二氫鉀的析出；

(5)蒸餾用來分離易揮發(fā)和難揮發(fā)的物質(zhì)，據(jù)此分析；

Ⅱ．(6)氫氧化鉀溶液與高純度磷酸在反應(yīng)器中發(fā)生中和反應(yīng)制備磷酸二氫鉀，圖象分析可知磷酸二氫鉀(達(dá)80%)的pH范圍；

Ⅲ．(7)C室連接電源負(fù)極得到電子做陰極，陽離子鉀離子通過陽離子交換膜進(jìn)入C室，得到產(chǎn)品磷酸二氫鉀，氯離子通過陰離子交換膜在A室失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此分析。

Ⅰ．(1)由流程可知，KCl與濃硫酸得到KHSO4，則得到的氣體為HCl；

(2)“浸取”步驟，濃硫酸能與KCl能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原因是：有HCl氣體生成平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行；

(3)由流程可知KHSO4溶液加入Ca3(PO4)270℃可以轉(zhuǎn)化得到KH2PO4，另一物質(zhì)為CaSO4，離子方程式為：Ca3(PO4)2+4H++3SO42﹣2H2PO4﹣+3CaSO4；

(4)濾液①中加入甲醇得到產(chǎn)品磷酸二氫鉀，故甲醇的作用是促進(jìn)磷酸二氫鉀的析出；

(5)經(jīng)過操作Ⅰ得到易揮發(fā)的甲醇和電解質(zhì)溶液，經(jīng)過蒸餾可得；

Ⅱ．(6)氫氧化鉀溶液與高純度磷酸在反應(yīng)器中發(fā)生中和反應(yīng)制備磷酸二氫鉀，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：OH﹣+H3PO4＝H2PO4﹣+H2O，圖象分析可知判斷制備磷酸二氫鉀(達(dá)80%)的最佳pH范圍：3﹣6.5；

Ⅲ．(7)C室連接電源負(fù)極得到電子做陰極，陽離子鉀離子通過陽離子交換膜進(jìn)入C室，得到產(chǎn)品磷酸二氫鉀，氯離子通過陰離子交換膜在A室失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)得到ClO3﹣，電極反應(yīng)式為：Cl﹣+6OH﹣﹣6e﹣＝ClO3﹣+3H2O。