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。
0.5H2O 溶解度:Ca5(PO4)3(OH) (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“>”或“<”)。 ②结合元素周期律解释①中结论:P和S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: 。 H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,(4)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: 。 2? (5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO4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 。 L?1NaOH溶(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· 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________。mol?1) (已知:H3PO4摩尔质量为98 g· 【答案】 (1)研磨、加热 (2)①<②核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S, 0.5H2O+6H3PO4+2HF↑ (4) 非金属性P<S (3) 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O=10CaSO4· 80 ℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低 (5) CaSO4微溶; BaCO3+ SO42—+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+H2O+2 H2PO4— (6)0.049bc/a。 【解析】(1)研磨能增大反应物的接触面积,能加快反应速率,加热,温度升高能加快反 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:H3PO4<H2SO4。 ②用元素周期律解释,P和S电子层数相同,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。 (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 80℃前温度升高反应速率加快,相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率, 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 2-仍有SO4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~ Na2HPO4,由消耗的NaOH计算H3PO4, 2,n(H3PO4) =0.5n(NaOH) =0.5bmol/L×c×10-3L 消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1: =bc/2000mol,m(H3PO4) = bc/2000mol×98g/mol=49bc/1000g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的质量分数为0.049bc/a。 11