Question

【题目】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：

已知：磷精矿主要成分：Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。

(1)上述流程中所采取的实验措施能加快反应速率有_____________。

(2)酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3(OH)与H2SO4反应的化学方程式为_____________。

(3)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因______。

(4)脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO42-残留，加入BaCO3代替CaCO3可进一步提高硫的脱除率，原因是_____。向粗磷酸中加入BaCO3脱硫，发生反应的离子方程式是_____。

(5)取ag所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L-1 NaOH 溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c L，精制磷酸中H3PO4的质量分数是_____。(已知摩尔质量为98g·mol-1)

Answer 1

【答案】研磨和加热 2Ca5(PO4)3(OH)＋10H2SO4＋3H2O6H3PO4＋10CaSO4·0.5H2O 80℃后，H2O2分解速率增大，过氧化氢的浓度显著降低 CaSO4微溶于水，BaSO4难溶于水 BaCO3＋SO42－＋2H3PO4=BaSO4＋CO2↑＋2H2PO4－

【解析】

（1）根据工艺流程，能加快反应速率的是研磨和加热；

（2）根据流程图，酸浸时生成粗磷酸，即生成磷酸，以及还有磷石膏，发生的反应有：；

（3）H2O2不稳定，受热易分解，80℃后脱除率降低，是因为H2O2分解速率增大，过氧化氢的浓度显著降低；

（4）脱硫后，碳酸钙转化成CaSO4，CaSO4微溶于水，溶液中仍有部分SO42－的残留，用BaCO3代替CaCO3，转化成BaSO4，BaSO4难溶于水，这样可以提高硫的脱除率；磷酸为中强酸，且体系中有磷酸的存在，发生离子反应为BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-；

（5）发生的反应：H3PO4＋2NaOH=Na2HPO4＋2H2O，磷酸的物质的量为，其质量为，H3PO4的质量分数是。