磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种高效复合肥。工业上以磷精矿[主要成分是Ca3(PO4)2,还含有少量Fe2O3、CaF2等杂质]为原料,生产磷酸二氢钾的流程如图:
已知:①TBP、D2EHPA、TOA都是难溶于水的液态有机物,对萃取特定物质有较强的选择性,常用作萃取剂。
②萃取剂TBP对H3PO4和Fe3+有较强的萃取作用,但对Ca2+有一定的萃取作用。
③萃取剂D2EHPA仅对Fe3+有较强的萃取作用。
回答下列问题:
(1)“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为______。
(2)“除氟”时发生反应的化学方程式为______。
(3)“目的1”是______。
(4)“目的2”分离出的有机层中除H3PO4外,还有少量某金属阳离子。去除有机层中该阳离子的方法是用含H2SO4的磷酸洗涤,反应的离子方程式为______。
(5)“反应”时先在磷酸中加入KCl,再加入TOA,TOA的作用是______。
(6)“反应”中,TOA的用量会影响溶液的pH。水溶液中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-的分布分数δ(含磷元素微粒占全部含磷粒子的物质的量分数)随pH的变化如图所示。
“反应”中,当pH=______(填选“2.2”、“4.5”、“9.5”或“12.4”)时,停止加入TOA。
高三化学工业流程中等难度题
磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种高效复合肥。工业上以磷精矿[主要成分是Ca3(PO4)2,还含有少量Fe2O3、CaF2等杂质]为原料,生产磷酸二氢钾的流程如图:
已知:①TBP、D2EHPA、TOA都是难溶于水的液态有机物,对萃取特定物质有较强的选择性,常用作萃取剂。
②萃取剂TBP对H3PO4和Fe3+有较强的萃取作用,但对Ca2+有一定的萃取作用。
③萃取剂D2EHPA仅对Fe3+有较强的萃取作用。
回答下列问题:
(1)“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为______。
(2)“除氟”时发生反应的化学方程式为______。
(3)“目的1”是______。
(4)“目的2”分离出的有机层中除H3PO4外,还有少量某金属阳离子。去除有机层中该阳离子的方法是用含H2SO4的磷酸洗涤,反应的离子方程式为______。
(5)“反应”时先在磷酸中加入KCl,再加入TOA,TOA的作用是______。
(6)“反应”中,TOA的用量会影响溶液的pH。水溶液中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-的分布分数δ(含磷元素微粒占全部含磷粒子的物质的量分数)随pH的变化如图所示。
“反应”中,当pH=______(填选“2.2”、“4.5”、“9.5”或“12.4”)时,停止加入TOA。
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磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种高效复合肥。工业上以羟磷灰石精矿[主要成分是Ca5(PO4)3OH,还含有少量石英和氧化铁等杂质]为原料,生产磷酸二氢钾的流程如下:
(1)“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为___________________________________________________。
该过程若用硫酸代替盐酸,磷酸的产率明显降低,其原因是___________________________________。
(2)“反应”中加入有机碱——三辛胺(TOA)的目的是____________________________________________。
(3)“反应”中,三辛胺的用量会影响溶液的pH。水溶液中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-的分布分数δ随pH的变化如右图所示。
①“反应”中,当pH=____时,停止加入三辛胺。
②使用pH试纸测定溶液pH的操作是_____________________________________________。
(4)查阅资料可知:①磷酸三丁酯、二(2乙基己基)磷酸都是难溶于水的液态有机物。
②磷酸三丁酯对H3PO4和Fe3+有较强的萃取作用。
③二(2乙基己基)磷酸仅对Fe3+有较强的萃取作用。
请根据题中信息,补充完整“提纯”步骤的实验方案:向“制酸”所得粗磷酸中加入活性炭,________________,向有机层中加入蒸馏水,振荡、静置,分液取水层,得到稀磷酸。[实验中须使用的试剂有:二(2乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯]
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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(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“>”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:__________。
(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·L−1NaOH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·mol−1)
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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(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“>”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:__。
(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,加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是__。
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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(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“>”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:__________。
(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·L−1NaOH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·mol−1)
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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(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“>”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:__________。
(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·L−1NaOH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·mol−1)
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锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,某硫化锌精矿的主要成分是ZnS (还含有少量FeS等其它成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为___________。
浸出液净化过程中加入的主要物质是锌粉,其作用是___________________。
(2)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用情性电极,阳极的电极反应式是______________。
(3)在该流程中可循环使用的物质是Zn和_________。
(4)改逬的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质,“氧压酸浸”中发生主要反应的离子方程式为_________________。
(5)硫化锌精矿(ZnS )遇到硫酸铜溶液可慢慢的转化为铜蓝(CuS)。请解释该反应发生的原理______________________________________________________。
(6)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一尼罐内,……,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火锻红,….,冷淀,毀罐取出,…即倭铅也。”该炼锌工艺主要反应的化学方程式为__________________________(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
(16分)磷酸二氢钾(KH2PO4)在工业、农业、医药及食品等行业均有广泛的应用,有报道一种湿法磷酸萃取制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示(部分流程步骤已省略):
已知萃取的主要反应原理:KCl+H3PO4KH2PO4+HCl;
HCl+E(表示有机萃取剂)HCl•E;
请回答下列问题:
(1)在实验室实现流程图中操作X需要的主要玻璃仪器是 ;流程图中物质A是 ;
(2)副产品B的化学式是 ;一系列操作Y,具体包括 、洗涤、干燥;
(3)评价该工艺的优点 、 (任写两点);
(4)若用1000kg质量分数为56%的磷酸溶液,产率为98%,则可生产KH2PO4的质量为: kg;
(5)萃取一步是该流程的核心操作,萃取率、杂质脱除率受众多因素影响,请从下图中寻找出投料比对萃取率和杂质脱除率影响的主要规律或结论(任写两条):
① ;
② 。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
磷酸铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料,在建筑、耐火材料、化工等方面具有广泛的应用前景。以磷硅渣[主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等]为原料制备磷酸铝的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)酸浸液中含磷元素的主要粒子是____________(填化学式,下同),浸渣中的主要化学成分是____________。
(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是____________。
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-,该水解反应的离子方程式为_______。
(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是____________(填化学式)。
(5)实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图所示:
则最优反应条件是_______。
(6)固相反应制备磷酸铝的方法之一是在900℃的焙烧炉内加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物,写出该反应的化学方程式:____________。
(7)已知:Ksp(AlPO4)=6.3×10-19、Ksp[Ca3(PO4)2]=2.0×10-29。在物质的量浓度分别为0.01mo·L-1的CaCl2和AlCl3的混合溶液中加入等体积的Na3PO4溶液,若使A13+恰好沉淀完全,即溶液中c(A13+)=1.0×10-5mol·L-1,此时是否有Ca3(PO4)2沉淀生成:____________(列式计算)。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
磷酸铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料,在建筑、耐火材料、化工等方面具有广泛的应用前景。以磷硅渣(主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等)为原料制备磷酸铝的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)酸浸液中含磷元素的主要粒子是_____(填化学式,下同),浸渣中的主要化学成分是_____。
(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是_____。
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-,该水解反应的离子方程式为_____。
(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是_____ (填化学式)。
(5)实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图所示:
则最优反应条件是_____。
(6)固相反应制备磷酸铝的方法之一是在900℃的焙烧炉内加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物,写出该反应的化学方程式:_____。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析