【題目】據(jù)報道,磷酸二氫鉀(KH2PO4)大晶體已應(yīng)用于我國研制的巨型激光器“神光二號”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。
請回答下列問題:
(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Ⅲ,其主要包括______________________________、過濾、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“陽極”或“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,同時逸出SiF4和CO,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 2H++2e-=H2↑ 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2H++2e-=H2↑,故答案為:陰極;2H++2e-=H2↑;
(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,同時逸出SiF4和CO,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↑。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物質(zhì)應(yīng)用的敘述中,正確的是
A.Si用于制造光導(dǎo)纖維
B.硅是不活潑的非金屬元素,在自然界中可以以游離態(tài)的形式存在
C.鋁制品在空氣中有很強(qiáng)的抗腐蝕性是因為鋁的化學(xué)性質(zhì)不活潑
D.常溫下,鐵槽、鋁槽可存放冷的濃硝酸、濃硫酸
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.有機(jī)物X是一種重要的有機(jī)合成中間體,用于制造塑料、涂料和黏合劑等高聚物。為研究X的組成與結(jié)構(gòu),進(jìn)行了如下實驗:
(1)有機(jī)物X的質(zhì)譜圖為: | |
有機(jī)物X的相對分子質(zhì)量是________。 | |
(2)將10.0 g X在足量O2中充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次通過足量的無水CaCl2和KOH濃溶液,發(fā)現(xiàn)無水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個吸收峰,峰面積之比是3∶1。 | 有機(jī)物X的結(jié)構(gòu)簡式是__________。 |
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)簡式和名稱:________________、___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有一透明溶液,可能含有Al3+、Fe3+、K+、NH4+、Mg2+和Cu2+等離子中的一種或幾種,F(xiàn)加入Na2O2粉末只有無色無味的氣體放出,并同時析出白色沉淀。加入Na2O2的量與生成白色沉淀的量之間的關(guān)系用圖來表示。
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)增加的實驗方法為________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】藥物F具有抗腫瘤、降血糖、降血壓等多種生物活性,其合成路線如下:
已知:M的結(jié)構(gòu)簡式為:。
請回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是_______________,B的化學(xué)式是________________。
(2)C中官能團(tuán)的名稱是__________________________。
(3)寫出F的結(jié)構(gòu)簡式__________________________。
(4)已知A在一定條件下能生成可降解的聚酯,請寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式:______________________________。
(5)滿足下列條件的M的同分異構(gòu)體有_______種(不含立體異構(gòu))。
① 能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)。
② 含有硝基(–NO2),且硝基直接連在苯環(huán)上。
③ 含有苯環(huán)且苯環(huán)上只有兩個取代基。
其中核磁共振氫譜為四組峰且峰面積之比為6∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為________(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(無機(jī)試劑任選):______________________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對于某些離子的檢驗及結(jié)論一定正確的是
A. 加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體,將氣體通入澄清石灰水中,溶液變渾濁,一定有CO
B. 加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加鹽酸,沉淀不消失,一定有SO
C. 加入氫氧化鈉溶液并加熱,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),一定有NH
D. 加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸白色沉淀消失,一定有Ba2+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Na2FeO4是制造高鐵電池的重要原料,同時也是一種新型的高效凈水劑。在工業(yè)上通常利用如圖裝置生產(chǎn)Na2FeO4,下列有關(guān)說法不正確的是
A. 右側(cè)電極反應(yīng)方程式:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
B. 左側(cè)為陽離子交換膜,當(dāng)Cu電極生成1mol氣體時,有2molNa+通過陽離子交換膜
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
D. Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性且產(chǎn)物為Fe3+,因此可以利用Na2FeO4除去水中的細(xì)菌、固體顆粒以及Ca2+等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)廚房鋁制品的使用中,你認(rèn)為合理的是( 。
A.盛放食醋
B.燒煮開水
C.用金屬絲擦洗表面的污垢
D.用堿水洗滌
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