Question

实验室模拟工业利用氟磷灰石[Ca₅(PO₄)₃F]生产磷铵[(NH₄)₃PO₄]和白磷。其工艺流程如下图所示：

（1）氟磷灰石中磷元素的化合价为________，气体A 的电子式为________________；固体B 的化学式为____________________________。

（2）沸腾槽不能用陶瓷材质的原因是_______________________（用化学方程式表示）。

（3）工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500 ℃生成白磷，同时逸出SiF₄和CO，该反应的化学方程式为____________________________。

（4）在装置I中通入过量氨气的目的是_______________________________。

（5）磷铵与草木灰不能混合使用的原因是_____________________。

（6）(NH₄)₃PO₄溶液中含磷离子浓度的大小顺序是______________________。

Answer

+5 CaSO4·2H2O或CaSO4 4HF+SiO2＝SiF4↑+2H2O 4Ca5(PO4)3F +21SiO2+30C20CaSiO3+ 3P4+ SiF4↑+30CO↑ 使H3PO4全部转化为(NH4)5PO4 碱性的草术灰与磷铵混合使用，会产生氨气，氨气易挥发，降低肥效 c(PO42-)＞c(HPO42-)＞c(H2PO4-)

【解析】

（1）氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]中氧元素为-2价，钙为+2价，氟为-1价，根据化合物中化合价代数和为0可得磷元素的化合价为+5价；氟磷灰石与浓硫酸在沸腾槽中反应生成硫酸钙、磷酸和HF，则气体A为HF，其电子式为；固体B 的化学式为CaSO4·2H2O或CaSO4；

（2）反应会产生HF，HF能与陶瓷中的二氧化硅反应，故沸腾槽不能用陶瓷材质的原因是4HF+SiO2＝SiF4↑+2H2O；

（3）工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500 ℃生成白磷，同时逸出SiF4和CO，该反应的化学方程式为4Ca5(PO4)3F +21SiO2+30C20CaSiO3+ 3P4+ SiF4↑+30CO↑；

（4）在装置I中通入过量氨气的目的是使H3PO4全部转化为(NH4)5PO4；

（5）磷铵与草木灰不能混合使用的原因是碱性的草术灰与磷铵混合使用，会产生氨气，氨气易挥发，降低肥效；

（6）(NH4)3PO4溶液中电离出的PO42-会水解，多元弱酸的水解是分步的且每步水解程度逐渐减小，故含磷离子浓度的大小顺序是：c(PO42-)＞c(HPO42-)＞c(H2PO4-)。