2024届高考化学二轮复习化工工艺流程专题卷

[专题针对训练]

1．(2024·高考北京卷)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：

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

(1)上述流程中能加快反应速率的措施有____________________________。 (2)磷精矿粉酸浸时发生反应：

2Ca5(PO4)3(OH)＋3H2O＋10H2SO4=====10CaSO4·0.5H2O＋6H3PO4 ①该反应体现出酸性关系：H3PO4________H2SO4(填“>”或“<”)。

②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，_______________________。 (3)酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式：_______________________________________________________。

(4)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：________________________________________________________________________。

△

(5)脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO24残留，原因是_________________；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________________。

(6)取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞做指示剂，用b mol·L1 NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知：H3PO4摩尔质量为98 g·mol1)

解析：(1)流程中能加快反应速率的措施有将磷精矿研磨，酸浸时进行加热。(2)①该反应符合复分解反应中“强酸制弱酸”的规律。②比较硫酸与磷酸的酸性强弱，可以比较S与P的非金属性强弱。结合元素周期律可以比较S、P的原子半径、核电荷数。(3)根据元素守恒可写出反应的化学方程式。(4)有机碳的脱除率受两个因素的共同影响：一方面，温度越高，反应速率越快，在相同投料比、相同反应时间内，有机碳的脱除率越高；另一方面，温度升高可使较多的H2O2分解，氧化剂的量减少，使得有机碳的脱除率降低。80 ℃后，H2O2分解对有机碳脱除率的影响超过了温度升高的影响，导致脱除率逐渐降低。(5)脱硫是用CaCO3除去剩余的硫酸，由于生成的硫酸钙是微溶物，所以即使CaCO3过量，充分反应后仍有SO2 4残留。加入BaCO3可使CaSO4转化为更难溶的BaSO4，进一步提高硫的脱除率。

(6)H3PO4 ＋ 2NaOH===Na2HPO4＋2H2O 98 g 2 mol m(H3PO4) 103bc mol

4.9×102bc gm(H3PO4)＝4.9×10bc g，则精制磷酸中H3PO4的质量分数为×100%＝

a g

－2

－

－

－

－

－

－

4.9bc0.049bc

%＝。 aa

答案：(1)研磨、加热

(2)①< ②核电荷数PS，得电子能力P

△

(4)80 ℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低

(5)CaSO4微溶 BaCO3＋SO24＋2H3PO4===BaSO4＋CO2↑＋H2O＋2H2PO4 0.049bc(6)

a

2．(2017·高考全国卷Ⅰ，T27，14分)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：

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回答下列问题：

(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为__________________。

(2)“酸浸”后，钛主要以TiOCl24形式存在，写出相应反应的离子方程式： ________________________________________________________________________。 (3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

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