〔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:                                。


醇是重要的有机化工原料,可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:

(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式                             

(2)已知:

甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9KJ·mol-1

甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g) △H2=-29.1KJ·mol-1

乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7KJ·mol-1

则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=                   KJ·mol-1

与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:              。

(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K=                (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

②图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为:                  ,理由是:                       

③气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 ℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有:                、                     。


次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:

(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式:                     

(2)H3PO2及NaH2PO2)均可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银。

①(H3PO2)中,磷元素的化合价为            

②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1,则氧化产物为:     (填化学式)

③NaH2PO2是正盐还是酸式盐?                      其溶液显             性(填弱酸性、中性、或者弱碱性)

(3)(H3PO2)的工业制法是:将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2),后者再与硫酸反应,写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式:                             

(4)(H3PO2)也可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):

①写出阳极的电极反应式                      

②分析产品室可得到H3PO2的原因                   

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是                 杂质。该杂质产生的原因是:                                  

从而合并了阳极室与产品室,其缺点是阳极产生的氧气会把H3PO3或H2PO2-氧化为PO43-,是产品不纯。


乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:

实验步骤:

在A中加入4.4 g的异戊醇,6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:

(1)装置B的名称是:                    

(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是:                ; 第二次水洗的主要目的是:                        。

(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后        (填标号),

A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出  

B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出

C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出

D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出

(4)本实验中加入过量乙酸的目的是:                             

(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是:                                        

(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是:                    (填标号)

(7)本实验的产率是:        

A.30℅              B.40℅                C.50℅               D.60℅

(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,产率偏       (填高或者低)原因是             

 0  140368  140376  140382  140386  140392  140394  140398  140404  140406  140412  140418  140422  140424  140428  140434  140436  140442  140446  140448  140452  140454  140458  140460  140462  140463  140464  140466  140467  140468  140470  140472  140476  140478  140482  140484  140488  140494  140496  140502  140506  140508  140512  140518  140524  140526  140532  140536  140538  140544  140548  140554  140562  203614 

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