题目内容
磷矿石的主要成分是Ca5F（PO4）3，含少量MgO、Fe2O3等杂质．工业上以磷矿石为原料制备H3PO4的常用流程如下：
已知：Ca5F（PO4）3+7H3PO4→5Ca （H2PO4）2+HF
（1）采用这种方法在实验室溶解磷矿石______（填“能”或“不能”）用玻璃仪器，原因是______．
（2）操作Ⅰ的名称是______，所得磷酸粗品中除含H+外，还含有的阳离子是______．
（3）在实验室中实现操作Ⅱ和Ⅲ所需要的玻璃仪器有______，推测该萃取剂一定具有的性质是______．
a．该萃取剂与水互不相溶 b．相同条件下，该萃取剂的密度比水小
c．磷酸在该萃取剂中的溶解度很小 d．某些磷酸二氢盐在该萃取剂中的溶解度很小
（4）采用该流程除制取磷酸外，还有______等副产品产生，请说出其中一种副产品的用途______．
（5）与直接用硫酸溶解磷矿石的工艺相比，该工艺的优点是______．
（6）测定磷酸产品的浓度可采用滴定法．准确量取10.00mL磷酸产品（密度为1.526g/cm3）溶于水配成1L溶液；取溶解后的溶液20.00mL，以甲基橙作指示剂，用0.103mol/L 标准NaOH溶液滴定至终点（生成NaH2PO4），消耗NaOH溶液21.35mL．该磷酸产品的质量分数为______．
解：（1）由于HF具有腐蚀性，能够腐蚀玻璃，所以不能使用玻璃棒溶解磷矿石，故答案为：不能；HF会腐蚀玻璃；
（2）操作Ⅰ利用过滤操作将石膏分离出来；从图示可以看出，所得磷酸粗品中除含H+外，还含有Ca2+、Mg2+、Fe3+阳离子，
故答案为：过滤；Ca2+、Mg2+、Fe3+；
（3）操作Ⅱ和Ⅲ是萃取操作，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；萃取时，必须满足萃取剂与水互不相溶、萃取的物质在水中的溶解度较小，所以满足以上关系的是ad，
故答案为：分液漏斗、烧杯； a、d；
（4）从制备H3PO4的常用流程可以知道，除制取磷酸外，还有氟化氢、石膏等副产品；氢氟酸可以用来雕刻玻璃，
故答案为：氟化氢、石膏；氢氟酸能够雕刻玻璃（只要答出氟化氢或氢氟酸或石膏的任一用途均可）；
（5）如果直接用硫酸溶解磷矿石，生成的石膏会沉积在磷矿石表面，该工艺避免了生成的石膏沉积在磷矿石表面，
故答案为：避免生成的石膏沉积在磷矿石表面（或其他合理答案）；
（6）磷酸产品的质量是：10.00mL×1.526g/cm3=15.26g，1L磷酸产品配成的溶液消耗0.103mol/L标准NaOH溶液的体积为：21.35mL×
=1.0675L，
磷酸与氢氧化钠反应的关系式为：H3PO4～NaH2PO4～NaOH，n（H3PO4）=n（NaOH）=0.103mol/L×1.0675L≈0.110mol，
所以该磷酸产品的质量分数为：
×100%≈70.6%，
故答案为：70.6%（或0.706）．
分析：（1）HF具有腐蚀性，能够腐蚀玻璃，不能使用玻璃棒溶解磷矿石；
（2）操作Ⅰ通过过滤分离出石膏；根据图示，磷酸粗品中含有H+、Ca2+、Mg2+、Fe3+离子；
（3）根据萃取操作用到的仪器完成；根据萃取操作中对萃取剂要求分析；
（4）制备H3PO4的常用流程可以知道，除制取磷酸外，还有氟化氢、石膏等副产品；根据氟化氢或氢氟酸或石膏的用途完成；
（5）直接用硫酸溶解磷矿石，生成的石膏会沉积在磷矿石表面；
（6）根据生成产物NaH2PO4和氢氧化钠的关系式及滴定数据，计算出磷酸产品的质量分数．
点评：本题通过工业上以磷矿石为原料制备H3PO4的常用方法，充分考查了实验分析及实验操作知识，本题难度中等．
（2）操作Ⅰ利用过滤操作将石膏分离出来；从图示可以看出，所得磷酸粗品中除含H+外，还含有Ca2+、Mg2+、Fe3+阳离子，
故答案为：过滤；Ca2+、Mg2+、Fe3+；
（3）操作Ⅱ和Ⅲ是萃取操作，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；萃取时，必须满足萃取剂与水互不相溶、萃取的物质在水中的溶解度较小，所以满足以上关系的是ad，
故答案为：分液漏斗、烧杯； a、d；
（4）从制备H3PO4的常用流程可以知道，除制取磷酸外，还有氟化氢、石膏等副产品；氢氟酸可以用来雕刻玻璃，
故答案为：氟化氢、石膏；氢氟酸能够雕刻玻璃（只要答出氟化氢或氢氟酸或石膏的任一用途均可）；
（5）如果直接用硫酸溶解磷矿石，生成的石膏会沉积在磷矿石表面，该工艺避免了生成的石膏沉积在磷矿石表面，
故答案为：避免生成的石膏沉积在磷矿石表面（或其他合理答案）；
（6）磷酸产品的质量是：10.00mL×1.526g/cm3=15.26g，1L磷酸产品配成的溶液消耗0.103mol/L标准NaOH溶液的体积为：21.35mL×
=1.0675L，磷酸与氢氧化钠反应的关系式为：H3PO4～NaH2PO4～NaOH，n（H3PO4）=n（NaOH）=0.103mol/L×1.0675L≈0.110mol，
所以该磷酸产品的质量分数为：
×100%≈70.6%，故答案为：70.6%（或0.706）．
分析：（1）HF具有腐蚀性，能够腐蚀玻璃，不能使用玻璃棒溶解磷矿石；
（2）操作Ⅰ通过过滤分离出石膏；根据图示，磷酸粗品中含有H+、Ca2+、Mg2+、Fe3+离子；
（3）根据萃取操作用到的仪器完成；根据萃取操作中对萃取剂要求分析；
（4）制备H3PO4的常用流程可以知道，除制取磷酸外，还有氟化氢、石膏等副产品；根据氟化氢或氢氟酸或石膏的用途完成；
（5）直接用硫酸溶解磷矿石，生成的石膏会沉积在磷矿石表面；
（6）根据生成产物NaH2PO4和氢氧化钠的关系式及滴定数据，计算出磷酸产品的质量分数．
点评：本题通过工业上以磷矿石为原料制备H3PO4的常用方法，充分考查了实验分析及实验操作知识，本题难度中等．
练习册系列答案
新课标快乐提优暑假作业陕西旅游出版社系列答案
暑假衔接培优教材浙江工商大学出版社系列答案
欣语文化快乐暑假沈阳出版社系列答案
相关题目
