Question

【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：Ca5(PO4)3(OH)，還含有Ca5(PO4)3F和有機碳等。

(1)上述流程中所采取的實驗措施能加快反應速率有_____________。

(2)酸浸時，磷精礦中Ca5(PO4)3(OH)與H2SO4反應的化學方程式為_____________。

(3)H2O2將粗磷酸中的有機碳氧化為CO2脫除，同時自身也會發生分解。相同投料比、相同反應時間，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______。

(4)脫硫時，CaCO3稍過量，充分反應后仍有SO42-殘留，加入BaCO3代替CaCO3可進一步提高硫的脫除率，原因是_____。向粗磷酸中加入BaCO3脫硫，發生反應的離子方程式是_____。

(5)取ag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·L-1 NaOH 溶液滴定至終點時生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c L，精制磷酸中H3PO4的質量分數是_____。(已知摩爾質量為98g·mol-1)

Answer 1

【答案】研磨和加熱 2Ca5(PO4)3(OH)＋10H2SO4＋3H2O6H3PO4＋10CaSO4·0.5H2O 80℃后，H2O2分解速率增大，過氧化氫的濃度顯著降低 CaSO4微溶于水，BaSO4難溶于水 BaCO3＋SO42－＋2H3PO4=BaSO4＋CO2↑＋2H2PO4－

【解析】

（1）根據工藝流程，能加快反應速率的是研磨和加熱；

（2）根據流程圖，酸浸時生成粗磷酸，即生成磷酸，以及還有磷石膏，發生的反應有：；

（3）H2O2不穩定，受熱易分解，80℃后脫除率降低，是因為H2O2分解速率增大，過氧化氫的濃度顯著降低；

（4）脫硫后，碳酸鈣轉化成CaSO4，CaSO4微溶于水，溶液中仍有部分SO42－的殘留，用BaCO3代替CaCO3，轉化成BaSO4，BaSO4難溶于水，這樣可以提高硫的脫除率；磷酸為中強酸，且體系中有磷酸的存在，發生離子反應為BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-；

（5）發生的反應：H3PO4＋2NaOH=Na2HPO4＋2H2O，磷酸的物質的量為，其質量為，H3PO4的質量分數是。