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磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下: 已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3...

磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:

已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。

溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O

(1)上述流程中能加快反应速率的措施有__________

(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:

2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4

①该反应体现出酸性关系:H3PO4__________H2SO4(填“>”“<”)。

②结合元素周期律解释①中结论:PS电子层数相同,__________

(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:__________

(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:____________________

(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________

(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol1

 

研磨、加热 < 核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P<S 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑ 80 ℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低 CaSO4微溶 BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2 【解析】 磷精矿粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏,粗磷酸经过脱有机碳、脱硫等步骤获得精制磷酸。 (1)根据外界条件对化学反应速率的影响分析,流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。 (2)①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,酸性:H3PO4H2SO4。 ②用元素周期律解释,P和S电子层数相同,核电荷数PS,原子半径PS,得电子能力PS,非金属性PS。 (3)根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,Ca5(PO4)3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸。 (4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。 (5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。 (6)根据题意关系式为H3PO4~2NaOH,由消耗的NaOH计算H3PO4。 (1)研磨能增大反应物的接触面积,加快反应速率,加热,升高温度加快反应速率;流程中能加快反应速率的措施有:研磨、加热。 (2)①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,酸性:H3PO4H2SO4。 ②用元素周期律解释酸性:H3PO4H2SO4,P和S电子层数相同,核电荷数PS,原子半径PS,得电子能力PS,非金属性PS。 (3)根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,Ca5(PO4)3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸,生成HF的化学方程式为2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。 (4)图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小。 (5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,其中SO42-与BaCO3生成更难溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性强于H2CO3,在粗磷酸中CO32-转化成H2O和CO2,反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。 (6)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1:2,n(H3PO4)=n(NaOH)=bmol/Lc10-3L=mol,m(H3PO4)=mol98g/mol=g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的质量分数为。
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考点分析:
相关试题推荐

CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。

(一)CO2的化学捕获:

1CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3Ka1=4.3×107Ka2=5.6×1011

2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___

(二)CO2的综合利用

1CO2CH4经催化重整制得合成气:

反应Ⅰ.CH4gH+CO2g2COg+2H2g)△H1

已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示

物质

H2g

COg

CH4g

标准燃烧热△H/kJ•mol1

285.8

283.0

890.3

 

则反应I的△H=___kJ•mol1

2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2g+6H2gCH3OCH3g+3H2Og),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO26moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率αCO2)随反应温度的变化情况如图1

①根据图1,下列说法不正确的是___

A.反应Ⅱ的△H0,△S0

B.用IrCe作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce

C.状态d时,v(正)<v(逆)

D.从状态bdαCO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动

②状态e900K)时,αCO2=50%,则此时的平衡常数K=___

③若H2CO2的物质的量之比为n1900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制xn变化的示意图。_______

 

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下列叙述正确的是

A.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍,稀释后溶液的pH=4

B.25℃Ksp(AgCl)=1.8×10—10,向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度可能增大

C.浓度均为0.1 mol·L1的下列溶液,pH由大到小的排列顺序为:NaOH>Na2CO3>(NH4)2SO4>NaHSO4

D.为确定H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH,若pH >7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸

 

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的电离平衡中,要使电离平衡右移,且pH减小,应采取的措施

A.增加NaOH B.加热 C.加水 D.加浓盐酸

 

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下列有关电解质的说法中,正确的是(    )

A.强电解质一定是离子化合物

B.强电解质的饱和溶液一定是浓溶液

C.强电解质、弱电解质的电离都是吸热过程

D.弱电解质的电离能力越强,其电离平衡常数越小

 

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升高温度,下列数据不一定增大的是

A.化学反应速率υ B.水的离子积常数Kw

C.化学平衡常数K D.醋酸的电离平衡常数Ka

 

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