Question

【題目】磷尾礦難溶于水，主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小組提出了用磷尾礦制備CaCO3、Mg(OH)2、P4和CO的方案，其工藝流程圖如下：

請回答下列問題：

(1)磷精礦[Ca5(PO4)3F]分解溫度_______________(填“高于”、“低于” )950℃；

(2)NH4NO3溶液能從磷礦I中浸取出Ca2+的原因是________________，第一次浸取液用NH4NO3而不用的(NH4)2SO4原因是__________________________。

(3)磷精礦與SiO2、C發生反應時被還原的物質是_______________。

(4)其產物CO在工業上有重要的綜合應用，現以CO、H2O、熔融Na2O組成的電池裝置如圖所示。

寫出石墨Ⅰ電極上發生反應的電極反應式_______________，Na+向________(填寫“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)移動。

(5)CO也可由甲酸(HCOOH)制取，甲酸是易溶于水的一元弱酸。

①常溫下關于1 L 0.1 mol·L-1 HCOONa溶液，下列關系不正確的是____________。

a．c(H+)·c(OH-)＝1×10-14

b．c(H+)+c(HCOOH)＝c(OH-)

c．c(Na+)＝c(HCOOH)+c(HCOO-)

d．c(Na+)＞c(H+)＞c(HCOO-)＞c(OH-)

②向1 L 0.1 mol·L-1 HCOONa溶液中加水稀釋后，c(HCOOH)·c(OH-)的數值________(填寫“增大”“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】

(1)高于；

(2)NH4+水解使溶液呈酸性，H+能從磷礦I中浸取出Ca2+(或H+與CaO、Ca(OH)2反應生成Ca2+)；CaSO4微溶于水，第一次若使用硫酸，不能完全浸取Ca2+

(3)Ca5(PO4)3F

(4)CO+O2-2e-＝CO2；石墨Ⅱ；

(5)①d；②減小

【解析】

試題分析：磷尾礦[主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3]在950℃下煅燒，其中碳酸鈣和碳酸鎂分解，生成氣體的成分為二氧化碳(CO2)，磷礦Ⅰ的主要成分為Ca5(PO4)3F、CaO、MgO，NH4NO3溶液中銨離子水解呈酸性，可溶解CaO，得到的浸取液Ⅰ含有Ca2+，可生成CaCO3，磷礦Ⅱ含有Ca5(PO4)3F、MgO，加入硫酸銨浸取，浸取液Ⅱ含有鎂離子，可生成氫氧化鎂，磷精礦加入二氧化硅、C等，在高溫下發生4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4。

(1)根據流程圖，在950℃煅燒是磷精礦[Ca5(PO4)3F]未分解，因此磷精礦的分解溫度高于950℃，故答案為：高于；

(2)NH4+水解使溶液呈酸性，H+能從磷礦I中浸取出Ca2+；CaSO4微溶于水，第一次若使用硫酸，不能完全浸取Ca2+，因此第一次浸取液用NH4NO3而不用的(NH4)2SO4，故答案為：NH4+水解使溶液呈酸性，H+能從磷礦I中浸取出Ca2+；CaSO4微溶于水，第一次若使用硫酸，不能完全浸取Ca2+；

(3)根據流程圖，磷精礦加入二氧化硅、C等，在高溫下發生4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4，反應中P元素化合價降低，被還原，被還原的物質是Ca5(PO4)3F，故答案為：Ca5(PO4)3F；

(4)石墨Ⅰ為負極，電極反應式為CO+O2-2e-＝CO2；原電池中陽離子向正極移動，因此Na+向石墨Ⅱ移動，故答案為：CO+O2-2e-＝CO2；石墨Ⅱ；

(5)①a．常溫下，水的離子積常數c(H+)·c(OH-)＝1×10-14，正確；b．根據質子守恒，有c(H+)+c(HCOOH)＝c(OH-)，正確；c．根據物料守恒有c(Na+)＝c(HCOOH)+c(HCOO-)，正確；d．HCOONa溶液水解顯堿性，水解程度一般較小，c(Na+)＞c(HCOO-) ＞c(H+)＞c(OH-)，錯誤；故選d；

②向1 L 0.1 mol·L-1 HCOONa溶液中加水稀釋后，促進水解，c(HCOO-) 減小，溫度不變，水解常數不變，K=， c(HCOOH)·c(OH-)減小，故答案為：減小。