Question

15．（1）已知磷礦石含有Ca₅F（PO₄）₃，工業上用過量硫酸與磷礦石反應生產磷酸，反應的化學方程式為：Ca₅F（PO₄）₃+5H₂SO₄=3H₃PO₄+5CaSO₄+HF↑．現有1噸折合含有白磷約13%的磷礦石，最多可制得85%的商品磷酸3.72噸．
（2）工業上生產磷酸還可以先將二氧化硅、過量焦炭與磷礦石混合，高溫反應生成白磷，再生產磷酸．相比使用硫酸生產磷酸，這種生產磷酸工藝復雜，能耗高，但優點是：產品純度高．

Answer 1

分析 （1）Ca₅F（PO₄）₃可以看作磷酸鈣、氟化鈣的混合物，與過量濃硫酸反應生成磷酸、磷酸鈣與HF；
根據P元素守恒可得關系式P₄～2P₂O₅～4H₃PO₄，依據此關系式計算；
（2）熱法磷酸指用過量焦炭、二氧化硅與磷灰石在高溫下獲得單質磷，再由磷制備磷酸，第一步還生成硅酸鈣與SiF₄及CO；尾氣應純堿溶液處理后，再通入NaClO溶液可除去具有還原性的PH₃氣，反應生成P、NaCl與水．

解答 解：（1）Ca₅F（PO₄）₃可以看作磷酸鈣、氟化鈣的混合物，與過量濃硫酸反應生成磷酸、磷酸鈣與HF，反應方程式為：Ca₅F（PO₄）₃+5H₂SO₄=3H₃PO₄+5CaSO₄+HF↑；
設制得到85%的商品磷酸xt，則：
P₄～2P₂O₅～4H₃PO₄
124        392
1t×13%   85%x t
則124：392=1t：85%x t
解得x=3.72t，
故答案為：Ca₅F（PO₄）₃+5H₂SO₄=3H₃PO₄+5CaSO₄+HF↑；3.72；
（2）相比用硫酸生產磷酸，熱法磷酸工藝復雜，能耗高，但是所得產品純度大，雜質少，
故答案為：產品純度高．

點評 本題是對化學與技術的考查，涉及化學計算、化學方程式書寫、對信息的提取應用，是對學生綜合能力的考查，難度較大．