Question

农业生产中使用最广泛的磷肥是过磷酸钙，其主要成分是         (填化学式)；在实际使用中，其不能与草木灰混合施用的原因是(用离子方程式表示)           。目前常用的湿法磷肥生产工艺是用硫酸分解磷矿石(主要成分为Ca₅(PO₄)₃F)，这样处理的主要目的是                  。
该生产工艺的有关反应为：
2Ca₅(PO₄)₃F+7H₂SO₄=Ca₃(PO₄)₂+4H₃PO₄+7CaSO₄+2HF
Ca₃(PO₄)₂+4H₃PO₄=3Ca(H₂PO₄)₂
生成的氟化氢会和磷矿中带入的二氧化硅反应生成SiF₄，若直接排放到空气中，将严重污染环境。某磷肥厂改进工艺，在吸收塔中将SiF₄经水吸收后转化为氟硅酸(H₂SiF₆)溶液和硅胶(SiO₂)，实现氟的循环使用和硅胶的合理利用，以减小对环境的污染，同时创造经济效益。工艺流程如下：

（1）写出吸收塔中反应的化学方程式____        。
（2）该工艺流程中，设计两个吸收塔的目的是                    。
（3）氟硅酸与磷酸钙和水反应可生成磷酸二氢钙，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
若利用氟硅酸与磷酸钙和水反应代替硫酸与磷酸钙反应生产Ca(H₂PO₄)₂，理论上lkg氟硅酸可替代_____kg硫酸。
（4）分离得到的硅胶中因含有H₂SiF₆而称含氟硅胶，含氟硅胶中SiO₂易溶于沸腾的氟化铵溶液，得到(NH₄)₂SiF₆溶液，此反应为可逆反应，加入氨水后，二氧化硅重新析出。写出SiO₂与氟化铵反应的化学方程式______                   __。

Answer 1

（15分）
Ca(H₂PO₄)₂·H₂O和CaSO₄ （2分）； CO₃^2－＋H₂PO₄^－＋Ca^2＋=CaHPO₄＋HCO₃^－（2分）；
使之变为植物可以吸收可溶性的磷酸盐，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(沸腾)＋SiO₂=(NH₄)₂SiF₆＋4NH₃＋2H₂O（3分）

解析试题分析：K₂ CO₃和Ca(H₂PO₄)₂反应符合强酸制弱酸原理。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  可得关系 2H₂SiF₆→3Ca(H₂PO₄)₂
④2H₂SO₄+Ca₃(PO₄)₂="2" CaSO₄+ Ca(H₂PO₄)₂ 可得关系: 2H₂SO₄→Ca(H₂PO₄)₂
综合以上两种关系：2H₂SiF₆→3Ca(H₂PO₄)₂→6H₂SO₄   设lkg氟硅酸可替代硫酸质量为x。
2*144               6*98
1                    x        x=2.04
考点：本题以工艺流程为基础，考元素及化合物、化学实验基本操作、化学计算等相关知识。