〔化学—选修2:化学与技术〕(15分)磷矿石主要以磷酸钙〔Ca3(PO4)2·H2O〕和磷灰石〔Ca3(OH)(PO4)3〕等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿

〔化学—选修2:化学与技术〕(15分)磷矿石主要以磷酸钙〔Ca3(PO4)2·H2O〕和磷灰石〔Ca3(OH)(PO4)3〕等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿

题型:不详难度:来源:
〔化学—选修2:化学与技术〕(15分)
磷矿石主要以磷酸钙〔Ca3(PO4)2·H2O〕和磷灰石〔Ca3(OH)(PO4)3〕等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过各中由磷灰石制单质磷的流程。

部分物质的相关性质如下:
 
熔点/℃
沸点/℃
备注
白磷
44
280.5
 
PH3
-133.8
-87.8
难溶于水,具有还原性
SiF4
-90
-86
易水解
回答下列问题:
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的      ℅
(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca3F(PO4)3反应的化学方程式为:                     。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石,最多可制得85℅的商品磷酸            吨。
(3)如图(b)所示,热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是:      (填化学式)冷凝塔1的主要沉积物是:   冷凝塔2的主要沉积物是:   
(4)尾气中主要含有          ,还含有少量PH3、H2S和HF等,将尾气先通入纯碱溶液,可除去    
再通入次氯酸钠溶液,可除去            (均填化学式)
(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是:                               。
答案
(1)69; (2) Ca3F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+ 5CaSO4+HF↑;0.49;(3)CaSiO3;液态白磷;固态白磷;(4)SiF4、CO;SiF4、HF、 H2S ;PH(5)产品纯度大(浓度大)
解析

试题分析:(1)根据图示可知生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的比例是0.04+0.96×0.85×0.80="0.69." (2)以磷灰石为原料,用过量的硫酸溶解Ca3F(PO4)3,可制得磷酸。根据质量守恒定律可得反应的化学方程式为Ca3F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+ 5CaSO4+HF↑;根据P守恒可得关系式 P2O5~2H3PO4.142份P2O52可制取196份的磷酸。1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石,含有P2O5的质量是0.3吨,所以可制取85℅的商品磷酸是质量是(196×0.3t)÷142÷0.85="0.49t;(3)" 二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,在高温下反应除了得到白磷外,得到的难溶性的固体物质是CaSiO3;冷凝塔1的温度是70℃,280. 5℃>t>44℃所以此时主要沉积物是液态白磷;冷凝塔2的温度是12℃,低于白磷的熔点,故此时主要沉积物是固态白磷。(4)根据题目提供的信息,结合反应实际,在尾气中主要含有SiF4、CO,还含有少量PH3、H2S和HF等,将尾气先通入纯碱溶液, SiF4、HF、 H2S会与碳酸钠反应而除去;再通入次氯酸钠溶液,由于次氯酸钠有强氧化性,因此可除去有还原性的PH。(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高。但是产品纯度大,杂质少,因此逐渐被采用。
举一反三
下列物质的使用不涉及化学变化的是
A.明矾用作净水剂B.液氨用作制冷剂
C.氢氟酸刻蚀玻璃D.生石灰作干燥剂

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【化学—选修2:化学与技术】(15分)
I、污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2、Hg2、Pb2等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是
A.氨水B.硫化氢气体C.硫酸钠溶液D.纯碱溶液
II、合成氨的流程示意图如下:

回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是                                      ;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式                                          
                                             
(2) 设备A中含有电加热器、触煤和热交换器,设备A的名称               ,其中发生的化学反应方程式为                                     
(3) 设备B的名称              ,其中m和n是两个通水口,入水口是    (填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因                                            
(4) 设备C的作用                                     
(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+ H2 (g) , 已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于         
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下列叙述中正确的是
A.酚类中加入浓溴水一定能产生白色沉淀
B.氮化硅陶瓷属于无机非金属材料
C.浓硝酸存放于带橡胶塞的棕色细口瓶中
D.淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n

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(14分)由A、D、E、G四种微粒组成的复盐W的化学式为xAaDd·yE2D·zG。4.704gW溶于水得一澄清的弱酸性溶液,其中溶质总量为3.408g。同质量的W与5.13g氢氧化钡充分混匀后加热,生成的气体以足量铝盐溶液充分吸收得Al(OH)3 0.624g,加热后的残渣用水充分溶解后过滤,滤液以酚酞为指示剂用0.400mol/L H2SO4滴定至终点,用去H2SO4 15.0mL,滴定完毕后,溶液中检测不出任何金属离子和酸根离子;滤渣用硝酸洗涤时部分溶解,得一遇石炭酸显紫色的黄色溶液,依据推理和计算判断:
(1)依次写出D、E、G三种微粒符号________、_______、_________;
(2)a、d的比值为_________;
(3)复盐的化学式为________。(写出计算步骤)
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某金属M的氢氧化物的水合晶体[M(OH)2•xH2O]与Na2CO3混合物共36.800g,加入足量的水后,生成MCO3的白色沉淀,将沉淀滤出,洗净烘干,其质量为9.850g。
47. 将 9.850g MCO3高温灼热至恒重,得到7.650g MO固体,则产生CO2气体_______mol。
48.滤液与酸作用不产生气体;若用足量的铵盐与滤液共热,则产生4.48L气体(标准状况),滤液中OH的物质的量为_______mol。
49.M的相对原子质量为_________;试通过计算确定M(OH)2•xH2O中x的值:
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