Question

【题目】磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种高效复合肥。工业上以羟磷灰石精矿[主要成分是Ca5(PO4)3OH，还含有少量石英和氧化铁等杂质]为原料，生产磷酸二氢钾的流程如下：

(1)“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为___________________________________________________。

该过程若用硫酸代替盐酸，磷酸的产率明显降低，其原因是___________________________________。

(2)“反应”中加入有机碱——三辛胺(TOA)的目的是____________________________________________。

(3)“反应”中，三辛胺的用量会影响溶液的pH。水溶液中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-的分布分数δ随pH的变化如右图所示。

①“反应”中，当pH＝____时，停止加入三辛胺。

②使用pH试纸测定溶液pH的操作是_____________________________________________。

(4)查阅资料可知：①磷酸三丁酯、二(2乙基己基)磷酸都是难溶于水的液态有机物。

②磷酸三丁酯对H3PO4和Fe3＋有较强的萃取作用。

③二(2乙基己基)磷酸仅对Fe3＋有较强的萃取作用。

请根据题中信息，补充完整“提纯”步骤的实验方案：向“制酸”所得粗磷酸中加入活性炭，________________，向有机层中加入蒸馏水，振荡、静置，分液取水层，得到稀磷酸。[实验中须使用的试剂有：二(2乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯]

Answer 1

【答案】Ca5(PO4)3OH＋10HCl===5CaCl2＋3H3PO4＋H2O 使用H2SO4，会产生微溶性的CaSO4覆盖在羟磷灰石的表面，阻止反应的继续进行 加入三辛胺会与溶液中的HCl反应，促进了KH2PO4生成 4.5 用洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，立即与标准比色卡对比，读取pH 过滤，向滤液中加入适量二(2乙基己基)磷酸，振荡、静置，分液取水层；在水层中加入适量磷酸三丁酯，振荡，静置，分液取有机层

【解析】

(1)“制酸”过程中羟磷灰石精矿与盐酸反应生成磷酸、氯化钙和水，反应的化学方程式为Ca5(PO4)3OH＋10HCl=5CaCl2＋3H3PO4＋H2O；

该过程若用硫酸代替盐酸，会产生微溶性的CaSO4覆盖在羟磷灰石的表面，阻止反应的继续进行，使磷酸的产率明显降低；

(2)“反应”中加入有机碱——三辛胺(TOA)会与溶液中的HCl反应，促进了KH2PO4生成；

(3)①“反应”中，三辛胺的用量会影响溶液的pH。三辛胺(TOA)会与溶液中的HCl反应，促进了KH2PO4生成，当pH=4.5时，c(H2PO4-)最大，故“反应”中，当pH＝4.5时，停止加入三辛胺；

②使用pH试纸测定溶液pH的操作是用洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，立即与标准比色卡对比，读取pH；

(4)“提纯”步骤的实验方案：向“制酸”所得粗磷酸中加入活性炭，过滤，向滤液中加入适量二(2乙基己基)磷酸，振荡、静置，分液取水层；在水层中加入适量磷酸三丁酯，振荡，静置，分液取有机层，向有机层中加入蒸馏水，振荡、静置，分液取水层，得到稀磷酸。