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【题目】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。

【答案】Ca3(PO4)2+6HCl=3CaCl2+2H3PO4 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 除去磷酸中含有的Fe3+ 水相中存在KCl+H3PO4HCl+KH2PO4,加入TOA将HCl转移到有机层,平衡向正反应方向移动,有利于KH2PO4生成 4.5

【解析】

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,由流程可知,加盐酸发生Ca3(PO4)2+6HCl=3CaCl2+2H3PO4、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、CaF2+2HCl=CaCl2+2HF,加入活性二氧化硅发生SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,D2EHPA仅对Fe3+有较强的萃取作用可除去磷酸中含有的Fe3+,分液取水层加TBP萃取H3PO4,分液取有机层蒸馏分离出磷酸,加入KCl与稀磷酸生成KH2PO4,再加入有机碱-三辛胺(TOA)分离,对水层结晶可得KH2PO4产品,以此来解答。

(1)“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为Ca3(PO4)2+6HCl=3CaCl2+2H3PO4;

(2)HF能与二氧化硅反应,则“除氟”时发生反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;

(3)由于萃取剂D2EHPA仅对Fe3+有较强的萃取作用,因此“目的1”是除去磷酸中含有的Fe3+;

(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钙离子。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,由于水相中存在KCl+H3PO4HCl+KH2PO4,加入TOA将HCl转移到有机层,平衡向正反应方向移动,有利于KH2PO4生成;

(6)由图可知,B为产物的量,随着pH的增大,的量增大,当pH=4.5时,最多,pH再生高,不利于的生成,故pH=4.5,停止加入TOA。

练习册系列答案
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【题目】A是一种信息材料的添加剂,在相同条件下,A蒸气是同体积氢气质量的88.25倍。在A分子中各元素质量分数分别为w(C)=54.4%,w(H)=7.4%,w(O)=18.1%,w(Cl)=20.1%,A在不同条件下可发生如图所示的一系列变化。

请回答下列问题:

(1)A的分子式为__________。

(2)D分子含有的官能团是________________。

(3)上述转换关系的化学方程式中,属于水解反应的有________个(填数字)。

(4)写出化学方程式:

①A和稀硫酸共热:____________________________________________________;

②E氧化成G:__________________________________________________;

③F与氢氧化钠醇溶液共热:__________________________________________。

(5)与B互为同分异构体的且属于链状酯的物质共有____种。

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请回答下列问题:

(1)A的分子式为__________。

(2)D分子含有的官能团是________________。

(3)上述转换关系的化学方程式中,属于水解反应的有________个(填数字)。

(4)写出化学方程式:

①A和稀硫酸共热:____________________________________________________;

②E氧化成G:__________________________________________________;

③F与氢氧化钠醇溶液共热:__________________________________________。

(5)与B互为同分异构体的且属于链状酯的物质共有____种。

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(1)依照化合物A的性质,对A的结构可作出的判断是___。

a.确信有碳碳双键 b.有两个羧基 c.确信有羟基 d.有-COOR官能团

(2)写出A、F的结构简式:A:__、F:__。

(3)写出A→B、B→E的反应类型:A→B___、B→E__。

(4)写出以下反应的反应条件:E→F第①步反应__。

(5)在催化剂作用下,B与乙二醇可发生缩聚反应,生成的高分子化合物用于制造玻璃钢。写出该反应的化学方程式:__。

(6)写出与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式:___。

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(4)将原平衡升温至473K,重新达平衡时(其他条件不变),H2的平衡浓度为NH3的2倍,该反应的正反应为_________(填“放热反应”或“吸热反应”),为增大平衡体系中H2的物质的量,下列措施正确的是(其它条件相同)______。

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(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据:用10mL H2O2制取150mLO2所需的时间(秒)

30% H2O2

15% H2O2

10% H2O2

5% H2O2

无催化剂、不加热

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

几乎不反应

无催化剂、加热

360

480

540

720

MnO2催化剂、加热

10

25

60

120

①该研究小组在设计方案时。考虑了浓度、___________、____________等因素对过氧化氢分解速率的影响。

②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对分解速率有何影响?_______________________。

(2)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5mL 5%(密度为1.0g/cm3)的双氧水中,并用带火星的木条测试。测定结果如下:

实验

序号

催化剂(MnO2)

操作

情况

观察结果

反应完成

所需的时间

A

粉末状

混合不振荡

剧烈反应,带火星的木条复燃

5span>分钟

B

块状

反应较慢,火星红亮但木条未复燃

30分钟

① 写出H2O2发生分解的化学反应方程式________________。求出实验A中H2O2在5分钟内的平均反应速率________________。(结果保留小数点后两位数字)

② 实验结果说明催化剂作用的大小与____________________有关。

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