Question

1．磷矿石主要以碳酸钙[Ca₃（PO₄）₂•H₂O]和磷灰石[Ca₅F（PO₄）₃]等形式存在．目前国际上磷矿石利用大致有湿法磷酸和热法磷酸两种工艺．其中湿法磷酸是指磷酸矿石用过量硫酸分解制备磷酸．热法磷酸指用过量焦炭、二氧化硅与磷灰石在高温下获得单质磷，然后再由磷制备磷酸．
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、有还原性
SiF4	-90	-86	易水解

（1）以磷矿石为原料，湿法磷酸过程中Ca₅F（PO₄）₃反应的化学方程式为Ca₅F（PO₄）₃+5H₂SO₄=3H₃PO₄+5CaSO₄+HF↑．现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石，最多可制得到70%的商品磷酸0.59吨．
（2）热法生产磷酸反应过程中产生大量炉渣和尾气，其中炉渣的主要成分是：CaSiO₃（填化学式）．尾气中主要含有SiF₄、CO（均填化学式）．还含有少量PH₃、H₂S和HF等．将其通入纯碱溶液中可除去气体SiF₄、H₂S和HF，再通入NaClO溶液可除去具有还原性的PH₃气体，写出该反应的离子方程式2PH₃+3ClO^-=2P+3Cl^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）Ca₅F（PO₄）₃可以看作磷酸钙、氟化钙的混合物，与过量浓硫酸反应生成磷酸、磷酸钙与HF；
根据P元素守恒可得关系式P₂O₅～2H₃PO₄，依据此关系式计算；
（2）热法磷酸指用过量焦炭、二氧化硅与磷灰石在高温下获得单质磷，再由磷制备磷酸，第一步还生成硅酸钙与SiF₄及CO；尾气应纯碱溶液处理后，再通入NaClO溶液可除去具有还原性的PH₃气，反应生成P、NaCl与水．

解答 解：（1）Ca₅F（PO₄）₃可以看作磷酸钙、氟化钙的混合物，与过量浓硫酸反应生成磷酸、磷酸钙与HF，反应方程式为：Ca₅F（PO₄）₃+5H₂SO₄=3H₃PO₄+5CaSO₄+HF↑；
设制得到70%的商品磷酸xt，则：
P₂O₅～～～2 H₃PO₄
142          196
1t×30%      70%x t
则142：196=1t：70%x t
解得x=0.59t，
故答案为：Ca₅F（PO₄）₃+5H₂SO₄=3H₃PO₄+5CaSO₄+HF↑；0.59；
（2）热法磷酸指用过量焦炭、二氧化硅与磷灰石在高温下获得单质磷，再由磷制备磷酸，第一步还生成硅酸钙与SiF₄及CO，炉渣的主要成分是：CaSiO₃．尾气中主要含有SiF₄、CO，
尾气应纯碱溶液处理后，再通入NaClO溶液可除去具有还原性的PH₃气，反应生成P、NaCl与水，反应离子方程式为：2PH₃+3ClO^-=2P+3Cl^-+3H₂O，
故答案为：CaSiO₃；SiF₄、CO；2PH₃+3ClO^-=2P+3Cl^-+3H₂O．

点评 本题是对化学与技术的考查，涉及化学计算、化学方程式书写、对信息的提取应用，是对学生综合能力的考查，难度较大．