题目
6.(2022·山东高考)工业上以氟磷灰石-|||-[Ca5F(PO4 )3,含SiO2等杂质]为原料生产磷-|||-酸和石膏,工艺流程如下:-|||-硫酸 ①Na2CO3-|||-溶液尾气 CO2 ②BaCO3-|||-↑-|||-磷 酸解 过滤 →粗磷酸 精制I 过滤 精制Ⅱ 磷酸-|||-灰石-|||-洗涤液X气/洗涤 结晶转化 →石膏 滤渣-|||-回答下列问题:-|||-(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生-|||-成二元强酸H2SiF 6,离子方程式为 __-|||-__ o-|||-(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制I中,按-|||-物质的量之比 ((Na)_(2)C(O)_(3)):n((S{F)_(6)}^2-)=-|||-1:1加入Na2 CO3脱氟,充分反应后, ((Na)^+)-|||-=__ cdot (L)^-1; 再分批加入一定量的-|||-BaCO3,首先转化为沉淀的离子是 __ 。-|||-BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4 BaSO4-|||-Ksp https:/img.cdnjtzy.com/zyb_74fcab4ad804705a662595e3a4e81dcc.jpg.0times (10)^-6 .0times (10)^-6 .0times (10)^-4 https:/img.cdnjtzy.com/zyb_74fcab4ad804705a662595e3a4e81dcc.jpg.0times (10)^-10-|||-(3) (S{O)_(4)}^- 浓度(以SO3%计)在一定范围时,石-|||-膏存在形式与温度、H3PO4浓度(以P2O5%计)-|||-的关系如图甲所示。酸解后,在所得100℃、-|||-P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为-|||-__ (填化学式);洗涤时使用一定浓-|||-度的硫酸溶液而不使用水,原因是 __-|||-__ 回收利用洗涤液X的操作单-|||-元是 __ ;一定温度下,石膏存在形式与溶-|||-液中P2O5%和SO3%的关系如图乙所示,下列6.(2022·山东高考)工业上以氟磷灰石-|||-[Ca5F(PO4 )3,含SiO2等杂质]为原料生产磷-|||-酸和石膏,工艺流程如下:-|||-硫酸 ①Na2CO3-|||-溶液尾气 CO2 ②BaCO3-|||-↑-|||-磷 酸解 过滤 →粗磷酸 精制I 过滤 精制Ⅱ 磷酸-|||-灰石-|||-洗涤液X气/洗涤 结晶转化 →石膏 滤渣-|||-回答下列问题:-|||-(1)酸解时有HF产生。氢氟酸与SiO2反应生-|||-成二元强酸H2SiF 6,离子方程式为 __-|||-__ o-|||-(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制I中,按-|||-物质的量之比 ((Na)_(2)C(O)_(3)):n((S{F)_(6)}^2-)=-|||-1:1加入Na2 CO3脱氟,充分反应后, ((Na)^+)-|||-=__ cdot (L)^-1; 再分批加入一定量的-|||-BaCO3,首先转化为沉淀的离子是 __ 。-|||-BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4 BaSO4-|||-Ksp https:/img.cdnjtzy.com/zyb_28a7b14e692bb8d8b1739a861ddd67aa.jpg.0times (10)^-6 .0times (10)^-6 .0times (10)^-4 https:/img.cdnjtzy.com/zyb_28a7b14e692bb8d8b1739a861ddd67aa.jpg.0times (10)^-10-|||-(3) (S{O)_(4)}^- 浓度(以SO3%计)在一定范围时,石-|||-膏存在形式与温度、H3PO4浓度(以P2O5%计)-|||-的关系如图甲所示。酸解后,在所得100℃、-|||-P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为-|||-__ (填化学式);洗涤时使用一定浓-|||-度的硫酸溶液而不使用水,原因是 __-|||-__ 回收利用洗涤液X的操作单-|||-元是 __ ;一定温度下,石膏存在形式与溶-|||-液中P2O5%和SO3%的关系如图乙所示,下列
题目解答
答案
解析
考查要点：本题综合考查化学反应方程式书写、溶度积应用、物质存在形式判断及工艺流程分析能力。
解题思路：
- 第（1）题：根据反应物与产物的性质，正确书写离子方程式，注意强酸完全电离。
- 第（2）题：
- 第一空：利用物质的量比与溶液中电荷守恒关系计算$[Na^+]$。
- 第二空：通过比较$Q_c$与$K_{sp}$，判断最先沉淀的离子。
- 第（3）题：
- 第一空：结合温度与$P_2O_5\%$在图甲中直接读取结果。
- 第二空：分析硫酸对石膏溶解度的影响及洗涤液的回收单元。
- 第三空：根据图乙中$P_2O_5\%$与$SO_3\%$的对应关系，筛选符合条件的选项。
第（1）题
关键点：氢氟酸（HF）与SiO₂反应生成二元强酸H₂SiF₆，H₂SiF₆完全电离为$2H^+$和$SiF_6^{2-}$。
步骤：
- SiO₂为固体，HF为反应物，产物为$SiF_6^{2-}$和$H_2O$。
- 配平方程式：$6HF + SiO_2 \rightarrow 2H^+ + SiF_6^{2-} + 2H_2O$。
第（2）题
第一空
关键点：根据$n(Na_2CO_3):n(SiF_6^{2-})=1:1$，反应生成$Na_2SiF_6$，溶液中$Na^+$来自$Na_2SiF_6$和未反应的$Na_2CO_3$。
步骤：
- 假设初始$[SiF_6^{2-}] = c$，则加入的$n(Na_2CO_3) = n(SiF_6^{2-}) = c$。
- 反应后，每摩尔$Na_2CO_3$生成1摩尔$Na_2SiF_6$，释放2摩尔$Na^+$。
- 总$[Na^+] = 2c$（假设溶液体积不变）。
第二空
关键点：加入$BaCO_3$后，$Ba^{2+}$与溶液中$SO_4^{2-}$或$SiF_6^{2-}$形成沉淀。
步骤：
- 计算$Q_c$：
- $Q_{BaSO_4} = [Ba^{2+}] \cdot [SO_4^{2-}] = 1.0 \times 10^{-10}$（等于$K_{sp}$，不沉淀）。
- $Q_{BaSiF_6} = [Ba^{2+}] \cdot [SiF_6^{2-}] = 1.0 \times 10^{-6}$（大于$K_{sp}$，先沉淀）。
- 结论：$SiF_6^{2-}$优先沉淀为$BaSiF_6$。
第（3）题
第一空
关键点：图甲中，100℃且$P_2O_5\%=45$时，石膏存在形式为$CaSO_4 \cdot 0.5H_2O$。
第二空
关键点：硫酸可降低$CaSO_4$的溶解度，减少产品损失；洗涤液X含硫酸，应回收至酸解单元重复利用。
第三空
关键点：图乙中，选项D的$P_2O_5\%=10.5$、$SO_3\%=10$对应$CaSO_4 \cdot 2H_2O$，符合结晶转化条件。