Question

農業生產中使用最廣泛的磷肥是過磷酸鈣，其主要成分是         (填化學式)；在實際使用中，其不能與草木灰混合施用的原因是(用離子方程式表示)           。目前常用的濕法磷肥生產工藝是用硫酸分解磷礦石(主要成分為Ca₅(PO₄)₃F)，這樣處理的主要目的是                  。
該生產工藝的有關反應為：
2Ca₅(PO₄)₃F+7H₂SO₄=Ca₃(PO₄)₂+4H₃PO₄+7CaSO₄+2HF
Ca₃(PO₄)₂+4H₃PO₄=3Ca(H₂PO₄)₂
生成的氟化氫會和磷礦中帶入的二氧化硅反應生成SiF₄，若直接排放到空氣中，將嚴重污染環境。某磷肥廠改進工藝，在吸收塔中將SiF₄經水吸收后轉化為氟硅酸(H₂SiF₆)溶液和硅膠(SiO₂)，實現氟的循環使用和硅膠的合理利用，以減小對環境的污染，同時創造經濟效益。工藝流程如下：

（1）寫出吸收塔中反應的化學方程式____        。
（2）該工藝流程中，設計兩個吸收塔的目的是                    。
（3）氟硅酸與磷酸鈣和水反應可生成磷酸二氫鈣，原理是：
2H₂SiF₆+Ca₃(PO₄)₂+4H₂O=2CaSiF₆·2H₂0 +Ca(H₂PO₄)₂
CaSiF₆·2H₂O+2H₂O=CaF₂·SiO₂·2H₂O+4HF
4HF+Ca₃(PO₄)₂=2CaF₂+Ca(H₂PO₄)₂
若利用氟硅酸與磷酸鈣和水反應代替硫酸與磷酸鈣反應生產Ca(H₂PO₄)₂，理論上lkg氟硅酸可替代_____kg硫酸。
（4）分離得到的硅膠中因含有H₂SiF₆而稱含氟硅膠，含氟硅膠中SiO₂易溶于沸騰的氟化銨溶液，得到(NH₄)₂SiF₆溶液，此反應為可逆反應，加入氨水后，二氧化硅重新析出。寫出SiO₂與氟化銨反應的化學方程式______                   __。

Answer 1

（15分）
Ca(H₂PO₄)₂·H₂O和CaSO₄ （2分）； CO₃^2－＋H₂PO₄^－＋Ca^2＋=CaHPO₄＋HCO₃^－（2分）；
使之變為植物可以吸收可溶性的磷酸鹽，便于植物吸收（2分）
（1）3SiF₄＋2H₂O=2H₂SiF₆＋SiO₂（2分）
（2）提高SiF₄R的吸收率（2分）
（3）2.04（2分）
（4）6NH₄F(沸騰)＋SiO₂=(NH₄)₂SiF₆＋4NH₃＋2H₂O（3分）

解析試題分析：K₂ CO₃和Ca(H₂PO₄)₂反應符合強酸制弱酸原理。Ca₅(PO₄)₃F和 Ca₃(PO₄)₂ 不溶，Ca(H₂PO₄)₂可溶。
（3）①2H₂SiF₆+Ca₃(PO₄)₂+4H₂O=2CaSiF₆·2H₂0 +Ca(H₂PO₄)₂
②CaSiF₆·2H₂O+2H₂O=CaF₂·SiO₂·2H₂O+4HF
③4HF+Ca₃(PO₄)₂=2CaF₂+Ca(H₂PO₄)₂  
①+②*2+ ③*2  可得關系 2H₂SiF₆→3Ca(H₂PO₄)₂
④2H₂SO₄+Ca₃(PO₄)₂="2" CaSO₄+ Ca(H₂PO₄)₂ 可得關系: 2H₂SO₄→Ca(H₂PO₄)₂
綜合以上兩種關系：2H₂SiF₆→3Ca(H₂PO₄)₂→6H₂SO₄   設lkg氟硅酸可替代硫酸質量為x。
2*144               6*98
1                    x        x=2.04
考點：本題以工藝流程為基礎，考元素及化合物、化學實驗基本操作、化學計算等相關知識。