【題目】磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:
已知:磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH),還含有Ca5(PO4)3F和有機碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
(1)上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有__________。
(2)磷精礦粉酸浸時發(fā)生反應(yīng):
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4
①該反應(yīng)體現(xiàn)出酸性關(guān)系:H3PO4__________H2SO4(填“>”或“<”)。
②結(jié)合元素周期律解釋①中結(jié)論:P和S電子層數(shù)相同,__________。
(3)酸浸時,磷精礦中Ca5(PO4)3F所含氟轉(zhuǎn)化為HF,并進一步轉(zhuǎn)化為SiF4除去。寫出生成HF的化學(xué)方程式:__________。
(4)H2O2將粗磷酸中的有機碳氧化為CO2脫除,同時自身也會發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時間,不同溫度下的有機碳脫除率如圖所示。80℃后脫除率變化的原因:____________________。
(5)脫硫時,CaCO3稍過量,充分反應(yīng)后仍有SO42殘留,原因是__________;加入BaCO3可進一步提高硫的脫除率,其離子方程式是____________________。
(6)取a g所得精制磷酸,加適量水稀釋,以百里香酚酞作指示劑,用b mol·L1NaOH溶液滴定至終點時生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分數(shù)是________。(已知:H3PO4摩爾質(zhì)量為98 g·mol1)
【答案】 研磨、加熱 < 核電荷數(shù)P<S,原子半徑P>S,得電子能力P<S,非金屬性P<S 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑ 80 ℃后,H2O2分解速率大,濃度顯著降低 CaSO4微溶 BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2
【解析】分析:磷精礦粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏,粗磷酸經(jīng)過脫有機碳、脫硫等步驟獲得精制磷酸。
(1)根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析,流程中能加快反應(yīng)速率的措施有:研磨、加熱。
(2)①根據(jù)“強酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律,酸性:H3PO4H2SO4。
②用元素周期律解釋,P和S電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)PS,原子半徑PS,得電子能力PS,非金屬性PS。
(3)根據(jù)“強酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律,Ca5(PO4)3F與H2SO4反應(yīng)生成HF、磷石膏和磷酸。
(4)圖示是相同投料比、相同反應(yīng)時間,不同溫度下的有機碳脫除率,80℃前溫度升高反應(yīng)速率加快,相同時間內(nèi)有機碳脫除率增大;80℃后溫度升高,H2O2分解速率大,H2O2濃度顯著降低,反應(yīng)速率減慢,相同條件下有機碳脫除率減小。
(5)脫硫時,CaCO3稍過量,充分反應(yīng)后仍有SO42-殘留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可進一步提高硫的脫除率,因為BaSO4難溶于水,反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。
(6)根據(jù)題意關(guān)系式為H3PO4~2NaOH,由消耗的NaOH計算H3PO4。
詳解:(1)研磨能增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,加熱,升高溫度加快反應(yīng)速率;流程中能加快反應(yīng)速率的措施有:研磨、加熱。
(2)①根據(jù)“強酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律,酸性:H3PO4H2SO4。
②用元素周期律解釋酸性:H3PO4H2SO4,P和S電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)PS,原子半徑PS,得電子能力PS,非金屬性PS。
(3)根據(jù)“強酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律,Ca5(PO4)3F與H2SO4反應(yīng)生成HF、磷石膏和磷酸,生成HF的化學(xué)方程式為2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。
(4)圖示是相同投料比、相同反應(yīng)時間,不同溫度下的有機碳脫除率,80℃前溫度升高反應(yīng)速率加快,相同時間內(nèi)有機碳脫除率增大;80℃后溫度升高,H2O2分解速率大,H2O2濃度顯著降低,反應(yīng)速率減慢,相同條件下有機碳脫除率減小。
(5)脫硫時,CaCO3稍過量,充分反應(yīng)后仍有SO42-殘留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可進一步提高硫的脫除率,因為BaSO4難溶于水,其中SO42-與BaCO3生成更難溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性強于H2CO3,在粗磷酸中CO32-轉(zhuǎn)化成H2O和CO2,反應(yīng)的離子方程式為BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。
(6)滴定終點生成Na2HPO4,則消耗的H3PO4與NaOH物質(zhì)的量之比為1:2,n(H3PO4)=n(NaOH)=bmol/Lc10-3L=mol,m(H3PO4)=mol98g/mol=g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分數(shù)為。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備,工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)“酸浸”實驗中,鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的凈出率為70%時,所采用的實驗條件為___________________。
(2)“酸浸”后,鈦主要以TiOCl42-形式存在,寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實驗結(jié)果如下表所示:
溫度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率% | 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為__________________。
(5)若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5 mol/L,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?___________(列式計算)。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10-22、1.0×10-24。
(6)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】不同條件下,用O2氧化一定濃度的FeCl2溶液過程中所測的實驗數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測不合理的是
A. Fe2+的氧化率隨時間延長而逐漸增大
B. 由②和③可知,pH越大,Fe2+氧化速率越快
C. 由①和③可知,溫度越高,Fe2+氧化速率越快
D. 氧化過程的離子方程式為:4Fe2+ + O2 + 4H+ == 4Fe3+ + 2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有A、B、C、D四種有機物,A、B屬于烴類物質(zhì),C、D都是烴的衍生物。A是含氫質(zhì)量分數(shù)最大的有機物,分子結(jié)構(gòu)為正四面體;B的球棍模型為;C的相對分子質(zhì)量為46,能與Na反應(yīng),但不能與NaOH溶液反應(yīng);D的比例模型為,該物質(zhì)的水溶液中滴加石蕊變紅色。請回答下列問題:
(1)A的電子式是_____,C中官能團的名稱是_____。
(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是_____,該物質(zhì)發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。
(3)已知B可以發(fā)生如圖轉(zhuǎn)化過程:
i.上述轉(zhuǎn)化過程中屬于加成反應(yīng)的是_____(填序號)。
ii.完成轉(zhuǎn)化①、②反應(yīng)的化學(xué)方程式:①_____;②_____。
iii.下列關(guān)于的說法正確的是_____ (填字母序號)。
a.該物質(zhì)屬于烴類化合物
b.該物質(zhì)可以發(fā)生酯化反應(yīng)
c.1mol該物質(zhì)與足量金屬鈉反應(yīng),可生成1mol氫氣
d.該物質(zhì)既能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,也能使紫色石蕊褪色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】截止2020年4月5日,全球新型冠狀病毒肺炎確診超過120萬例。以下對預(yù)防新冠病毒的認識,不符合科學(xué)道理的是( )
A | B | C | D |
84消毒液使用時不能和潔廁靈混用 | 醫(yī)用酒精消毒效果濃度95%>75% | 口罩關(guān)鍵一層聚丙烯熔噴布屬于有機高分子材料 | 溫度計中水銀屬于金屬單質(zhì) |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上用硫碘開路循環(huán)聯(lián)產(chǎn)氫氣和硫酸的工藝流程如圖所示:
請回答下列問題:
(1)在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。
(2)在膜反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g) H>0。若在一定條件密閉容器中加入1 mol HI(g),n(H2)隨時間(t)的變化關(guān)系如圖所示:
①該溫度下,反應(yīng)平衡常數(shù)K=_______,若升高溫度,K值將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②用化學(xué)平衡原理解釋使用膜反應(yīng)器及時分離出H2的目的是______。
(3)電滲析裝置如圖所示:
①結(jié)合電極反應(yīng)式解釋陰極區(qū)HIx轉(zhuǎn)化為HI的原理是___。
②該裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 測定鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)的中和熱時,每次實驗均應(yīng)測量三個溫度,即鹽酸的起始溫度、NaOH溶液的起始溫度和反應(yīng)后的終止溫度
B. HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=57.3 kJ·mol1,則稀H2SO4和稀Ca(OH)2溶液反應(yīng)的中和熱 ΔH=2×57.3 kJ·mol1
C. 燃燒熱是指在101 kPa時可燃物完全燃燒時所放出的熱量
D. S(s)+ O2(g)SO3(g) ΔH=315 kJ·mol1(燃燒熱)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)同分異構(gòu)體數(shù)目的敘述中,正確的是
A.不考慮空間異構(gòu),C2H6O的一氯代物有3種結(jié)構(gòu)
B.分子式符合C5H11Cl的化合物有6種
C.已知二氯苯有3種同分異構(gòu)體,則四氯苯的同分異構(gòu)體的數(shù)目多于3種
D.菲的結(jié)構(gòu)簡式為,它與硝酸反應(yīng)可生成6種一硝基取代物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知檸檬酸易溶于水和乙醇,有酸性和還原性。用圖示裝置(夾持和加熱儀器已省略)制備補血劑甘氨酸亞鐵(易溶于水,難溶于乙醇)。下列說法錯誤的是( )
A.裝置甲中所盛放的藥品可以是石灰石和稀鹽酸
B.加入檸檬酸溶液可調(diào)節(jié)溶液的,并防止被氧化
C.丙中反應(yīng)方程式為
D.洗滌得到的甘氨酸亞鐵所用的最佳試劑是檸檬酸溶液
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