题目内容

〔化学—选修2：化学与技术〕(15分)
磷矿石主要以磷酸钙〔Ca3(PO4)2·H2O〕和磷灰石〔Ca3(OH)(PO4)3〕等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过各中由磷灰石制单质磷的流程。

部分物质的相关性质如下：

 
熔点/℃
沸点/℃
备注
白磷
44
280.5
 
PH3
-133.8
-87.8
难溶于水，具有还原性
SiF4
-90
-86
易水解
回答下列问题：
（1）世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的      ℅。
（2）以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca3F(PO4)3反应的化学方程式为：                     。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石，最多可制得85℅的商品磷酸            吨。
（3）如图(b)所示，热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是：      (填化学式)冷凝塔1的主要沉积物是：   冷凝塔2的主要沉积物是：   
（4）尾气中主要含有          ，还含有少量PH3、H2S和HF等，将尾气先通入纯碱溶液，可除去    
再通入次氯酸钠溶液，可除去            (均填化学式)
（5）相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是：                               。

(1)69; (2) Ca3F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+ 5CaSO4+HF↑;0.49；（3）CaSiO3；液态白磷；固态白磷；（4）SiF4、CO；SiF4、HF、 H2S ；PH3 （5）产品纯度大（浓度大）

解析试题分析：(1)根据图示可知生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的比例是0.04+0.96×0.85×0.80="0.69." （2）以磷灰石为原料，用过量的硫酸溶解Ca3F(PO4)3，可制得磷酸。根据质量守恒定律可得反应的化学方程式为Ca3F(PO4)3+5H2SO4=3H3PO4+ 5CaSO4+HF↑；根据P守恒可得关系式 P2O5～2H3PO4.142份P2O52可制取196份的磷酸。1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石，含有P2O5的质量是0.3吨，所以可制取85℅的商品磷酸是质量是(196×0.3t)÷142÷0.85="0.49t;(3)" 二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合，在高温下反应除了得到白磷外，得到的难溶性的固体物质是CaSiO3；冷凝塔1的温度是70℃，280. 5℃>t>44℃所以此时主要沉积物是液态白磷；冷凝塔2的温度是12℃，低于白磷的熔点，故此时主要沉积物是固态白磷。（4）根据题目提供的信息，结合反应实际，在尾气中主要含有SiF4、CO，还含有少量PH3、H2S和HF等，将尾气先通入纯碱溶液， SiF4、HF、 H2S会与碳酸钠反应而除去；再通入次氯酸钠溶液，由于次氯酸钠有强氧化性，因此可除去有还原性的PH3 。（5）相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高。但是产品纯度大，杂质少，因此逐渐被采用。
考点：考查磷矿石的主要用途、反应原理及有关计算的知识。

练习册系列答案
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漂粉精常用于消毒游泳池中的水。有关漂粉精的叙述不正确的是

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（10分）A～H等8种物质存在如下转化关系(反应条件、部分产物未标出)。已知A是正盐，B是能使品红溶液褪色的气体，G是红棕色气体。按要求回答问题：

（1）写出下列物质的化学式：A         ，B          。
（2）写出下列反应的化学方程式：E→F                                ；　
写出下列反应的离子方程式：A→E                                   ；
H的浓溶液与木炭反应的化学方程式：                                。
（3）检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是                              。

海洋是一个丰富的资宝库，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
（1）海水中盐的开发利用：
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②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产，在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用：                   （写一点即可）。
（2）电渗析法是近年发展起的一种较好的海水淡化技术，其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题：
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（3）用苦卤（含等离子）可提取溴，其生产流程如下：

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(10分)(I) 海带中含有碘元素，某校研究性学习小组设计了如下实验步骤来提取碘：
①在滤液中，滴加几滴硫酸和适量的双氧水 ②将海带烧成灰，向灰中加水，加热搅拌 
③加CC14振荡、静置 ④过滤  ⑤分液。  
（1）合理的操作顺序为                      。
（2）步骤③中要用到的玻璃仪器为                  ，该步分离I2的操作叫         。
(II)向某含有Fe2+、I—、Br—的溶液中缓缓通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。
（3）AB段表示       离子的减少。
（4）n(Cl2)=2mol时，溶液中反应的离子方程式为                   。

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（1）稀盐酸不与Cu反应，若在稀盐酸中加入H2O2（常见氧化剂，作氧化剂时还原产物为水）后，则可使铜顺利溶解。该反应的化学方程式为：__________________________________。
（2）在一定体积的18 mol·L-1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol。则浓硫酸的实际体积_________(填“大于”、“等于”或“小于”)100mL。若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液（如KNO3溶液），则该反应的离子方程式为______________。
（3）根据下图操作及现象推断酸X为_______(填序号)。
  
a．浓盐酸           b．浓硫酸         c．浓硝酸   

硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号       ，该能层具有的原子轨道数为      、电子数为         。
（2）硅主要以硅酸盐、       等化合物的形式存在于地壳中。
（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以        相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献       个原子。
（4）单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为              。
（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：

化学键
C-C
C-H
C-O
Si-Si
Si-H
Si-O
键能（KJ/mol）
356
413
336
226
318
452
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是                。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是                       。
（6）在硅酸盐中，SiO44－四面体（如下图a）通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为            。Si与O的原子数之比为       化学式为   。

下表是实验室制备气体的有关内容：

编号
实验内容
实验原理
气体发生装置
①
制氧气
H2O2―→O2
 
②
制氨气
NH4Cl―→NH3
 
③
是氯气
HCl―→Cl2
 
 
(1)上表气体中：从制备过程看，必须选择合适的氧化剂才能实现的是________(填气体的化学式，下同)；从反应原理看，明显不同于其他两种气体的是________。
(2)根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置，将其编号填入上表中的空格中。

(3)若用上述制备O2的装置制备NH3，则选择的试剂为________________。
(4)制备Cl2需用8 mol·L－1的盐酸100 mL，现用12 mol·L－1的盐酸来配制。
①为提高配制的精确度，量取浓盐酸的仪器可选用下列中的________(填序号)：

②配制过程中，除上图所列仪器外，还需要的仪器有________、________、________。

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