高中化学专题——化学工艺流程
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化学工艺流程
考点一 物质制备型
真题感悟——悟真题、明方向
1.(2018·北京,26)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Ca 5(PO 4)3(OH),还含有
Ca 5(PO 4)3F 和有机碳等。
溶解度:Ca 5(PO 4)3(OH) ·0.5H 2O (1)上述流程中能加快反应速率的措施有_研磨、加热__。 (2)磷精矿粉酸浸时发生反应: 2Ca 5(PO 4)3(OH)+3H 2O +10H 2SO 4=====△ 10CaSO 4·0.5H 2O +6H 3PO 4 ①该反应体现出酸性关系:H 3PO 4_<__H 2SO 4(填“>”或“<”)。 ②结合元素周期律解释①中结论:P 和S 电子层数相同,_核电荷数P (3)酸浸时,磷精矿中Ca 5(PO 4)3F 所含氟转化为HF ,并进一步转化为SiF 4除去。写出生成HF 的化学方程式:__2Ca 5(PO 4)3F +10H 2SO 4+5H 2O=====△ 10CaSO 4·0.5H 2O +6H 3PO 4+2HF__。 (4)H 2O 2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO 2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:_80_℃后,H 2O 2分解速率大,浓度显著降低__。 (5)脱硫时,CaCO 3稍过量,充分反应后仍有SO 2-4残留,原因是_CaSO 4微溶__;加入BaCO 3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是__BaCO 3+SO 2-4+2H 3PO 4===BaSO 4+CO 2↑+H 2O +2H 2PO -4__。 (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·L -1 NaOH 溶液滴定至终点时生成Na 2HPO 4,消耗NaOH 溶液c mL 。精制磷酸中H 3PO 4的质量分数是__0.049bc a __。(已知:H 3PO 4摩尔质量为98 g·mol -1) [解析] (1)可通过增大接触面积和升高温度等措施加快反应速率。通过题给流程可知,能够加快反应速率的措施有研磨和加热。 (2)①由强酸制弱酸规律可知,硫酸的酸性强于磷酸的酸性。②根据两者电子层数相同,可判断两者处于同一周期,且S 在P 的右侧,核电荷数P (3)已知反应物为Ca 5(PO 4)3F 和H 2SO 4,生成物为CaSO 4·0.5H 2O 、H 3PO 4和HF ,再根据原子个数守恒可写出该反应的化学方程式:2Ca 5(PO 4)3F +10H 2SO 4+5H 2O =====△10CaSO 4·0.5H 2O +6H 3PO 4+2HF 。 (4)由题意可知,H 2O 2在氧化有机碳时,自身也会发生分解,且分解速率随温度的升高而加快,因此80 ℃后脱除率降低。 (5)硫酸钙是微溶物,存在溶解平衡,因此反应后的溶液中仍含有SO 2-4 。由题给信息可知,反应物为BaCO 3、SO 2-4和H 3PO 4,生成物为BaSO 4、CO 2、H 2PO -4和水,由此可写出该S ,得电子能力PS ,得电子能力P