Question

【題目】磷酸二氫鉀在工農業和醫學領域具有廣泛的應用。以下是工業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___（填化學式）。

（2）“轉化”步驟發生反應的離子反應方程式___（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器中發生中和反應制備磷酸二氫鉀。寫出此反應的離子反應方程式___。由圖1判斷制備磷酸二氫鉀（達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（填標號）可得到KH2PO4；寫出產生ClO3－，的電極反應式___。

Answer 1

【答案】HCl Ca3(PO4)2+4H++3SO42－2H2PO4－+3CaSO4 促進磷酸二氫鉀的析出 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發生反應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轉化為磷酸二氫鈣和磷酸鈣，過濾后的濾液加入甲醇促進磷酸二氫鉀的析出，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，依據元素守恒分析；

(2)濃硫酸和氯化鉀加熱反應生成了氯化氫氣體，促進反應正向進行；

(3)由流程可知KHSO4溶液加入Ca3(PO4)270℃可以轉化得到KH2PO4，另一物質為CaSO4，據此書寫；

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

(5)蒸餾用來分離易揮發和難揮發的物質，據此分析；

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

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

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能發生化學反應的原因是：有HCl氣體生成平衡向正反應方向進行；

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

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

(5)經過操作Ⅰ得到易揮發的甲醇和電解質溶液，經過蒸餾可得；

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

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