Question

磷酸二氢钾是一种高效复合肥。工业上以羟磷灰石精矿[主要成分是，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、、、的分布分数随pH的变化如下图所示，反应中，当_____时，停止加入三辛胺。

(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磷酸三丁酯对和有较强的萃取作用。

③二(2乙基己基)磷酸仅对有较强的萃取作用。

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，过滤，先向_________，再向_________，最后向有机层中加入大量蒸馏水，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

使用，会产生微溶性的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反应，促进了生成 4.5左右都可以 先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 再向水层中加入适量磷酸三丁酯，振荡，静置，分液取有机层。

【解析】

根据工艺流程分析可知，以磷精矿[主要成分是Ca3(PO4)2，还含有少量Fe2O3、CaF2等杂质]为原料，生产磷酸二氢钾，由流程可知，加盐酸发生Ca3(PO4)2+6HCl＝3CaCl2+2H3PO4、Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O、CaF2+2HCl＝CaCl2+2HF，提纯后加入KCl与稀磷酸生成KH2PO4，再加入有机碱-三辛胺(TOA)分离，对水层结晶可得KH2PO4产品，以此来解答。

(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)“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左右时，停止加入三辛胺；

(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。