【題目】據(jù)報(bào)道,磷酸二氫鉀(KH2PO4)大晶體已應(yīng)用于我國(guó)研制的巨型激光器神光二號(hào)中。利用氟磷灰石(化學(xué)式為Ca5P3FO12)制備磷酸二氫鉀的工藝流程如下圖所示(部分流程步驟已省略):

已知萃取的主要反應(yīng)原理:KCl+H3PO4KH2PO4+HCl;其中,反應(yīng)產(chǎn)生的HCl易溶于有機(jī)萃取劑。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1流程中將氟磷灰石粉碎的目的是__________________________________

2不能使用二氧化硅陶瓷材質(zhì)的沸騰槽的主要原因是___________________(用化學(xué)方程式表示)。

3副產(chǎn)品N的化學(xué)式是____________;在得到KH2PO4晶體的一系列操作,其主要包括______________________________、過(guò)濾、洗滌、干燥等。

4若用1000kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.4%的氟磷灰石(化學(xué)式為Ca5P3FO12)來(lái)制取磷酸二氫鉀晶體,其產(chǎn)率為80%,則理論上可生產(chǎn)KH2PO4的質(zhì)量為_______kg

5電解法制備KH2PO4的裝置如圖所示.該電解裝置中,a 區(qū)屬于_______區(qū)(填陽(yáng)極陰極,陰極區(qū)的電極反應(yīng)式是______________________________________。

6工業(yè)上還可以用氟磷灰石與焦炭、石英砂混合,在電爐中加熱到1500℃生成白磷,同時(shí)逸出SiF4CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。

【答案】 增大氟磷灰石與稀硫酸反應(yīng)的接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率 4HF+SiO2═SiF4↑+2H2O NH4Cl 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 326.4 kg 陰極 2H2eH2 4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑

【解析】氟磷灰石(化學(xué)式為Ca5P3FO12)粉碎后加入濃硫酸,反應(yīng)生成氫氟酸、硫酸鈣、磷酸等,加入氯化鉀后用有機(jī)萃取劑,KCl+H3PO4KH2PO4+HCl,反應(yīng)產(chǎn)生的HCl易溶于有機(jī)萃取劑,有機(jī)相中含有氯化氫,加入氨水反應(yīng)生成氯化銨,因此副產(chǎn)品主要為氯化銨,水相中含有KH2PO4,經(jīng)過(guò)一系列操作得到KH2PO4晶體。

(1)流程中將氟磷灰石粉碎,可以增大氟磷灰石與稀硫酸反應(yīng)的接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率,故答案為:增大氟磷灰石與稀硫酸反應(yīng)的接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率;

(2)根據(jù)流程圖,反應(yīng)中生成了氫氟酸,氫氟酸能夠與二氧化硅反應(yīng),因此不能使用二氧化硅陶瓷材質(zhì)的沸騰槽,故答案為:4HF+SiO2═SiF4↑+2H2O;

(3)根據(jù)上述分析,副產(chǎn)品N的化學(xué)式為NH4Cl;在得到KH2PO4晶體的一系列操作Ⅲ為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等,故答案為:NH4Cl;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;

(4)1000kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.4%的氟磷灰石(化學(xué)式為Ca5P3FO12)中含有Ca5P3FO12的質(zhì)量為504kg,根據(jù)P元素守恒,理論上可生產(chǎn)KH2PO4的質(zhì)量為504kg×80%×÷=326.4 kg,故答案為:326.4 kg;

(5)根據(jù)圖示,應(yīng)該在a區(qū)生成KH2PO4,則鉀離子由b區(qū)移向a區(qū),則a 區(qū)屬于陰極區(qū);陰極上氫離子放電生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H2eH2,故答案為:陰極;2H2eH2;

(6)用氟磷灰石與焦炭、石英砂混合,在電爐中加熱到1500℃生成白磷,同時(shí)逸出SiF4CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑,故答案為:4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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有機(jī)物X的相對(duì)分子質(zhì)量是________

(2)將10.0 g X在足量O2中充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次通過(guò)足量的無(wú)水CaCl2和KOH濃溶液,發(fā)現(xiàn)無(wú)水CaCl2增重7.2 g,KOH濃溶液增重22.0 g。

有機(jī)物X的分子式是______。

(3)經(jīng)紅外光譜測(cè)定,有機(jī)物X中含有醛基;有機(jī)物X的核磁共振氫譜圖上有2個(gè)吸收峰,峰面積之比是3∶1。

有機(jī)物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__________

II.寫出與互為同分異構(gòu)體,且一溴代物只有兩種的芳香烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和名稱:________________、___________。

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試推斷:

(1)原溶液中一定含有________。

(2)一定不含有________。

(3)可能含有________。

(4)為了進(jìn)一步確定可能含有的離子,應(yīng)增加的實(shí)驗(yàn)方法為________。

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已知:M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1A的化學(xué)名稱是_______________,B的化學(xué)式是________________。

2C中官能團(tuán)的名稱是__________________________

3寫出F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__________________________。

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5滿足下列條件的M的同分異構(gòu)體有_______(不含立體異構(gòu))。

能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

含有硝基(–NO2),且硝基直接連在苯環(huán)上。

含有苯環(huán)且苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基。

其中核磁共振氫譜為四組峰且峰面積之比為6221的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________(寫出一種即可)。

6寫出用乙醛為原料制備高分子化合物聚丙烯腈的合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選):______________________

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B. 左側(cè)為陽(yáng)離子交換膜,當(dāng)Cu電極生成1mol氣體時(shí),有2molNa+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜

C. 可以將左側(cè)流出的氫氧化鈉補(bǔ)充到該裝置中部,以保證裝置連續(xù)工作

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