问题 填空题

磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:

2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)    ΔH1=+3359.26 kJ·mol1

CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s)   ΔH1=-89.61 kJ·mol1

2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)    ΔH3

则ΔH3=________kJ·mol1

(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:

11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4

60 mol CuSO4能氧化白磷的物质的量是________。

(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。

①为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在________;pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为________。

②Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是________(用离子方程式表示)。

(4)磷的化合物三氯氧磷()与季戊四醇()以物质的量之比2:1反应时,可获得一种新型阻燃剂中间体X,并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X的核磁共振氢蛮如下图所示:

①酸性气体是______________________(填化学式)。

②X的结构简式为__________________。

答案

(1)2821.6 (2)3 mol (3)①4~5.5(介于此区间内的任意值或区间均可) c(HPO42)>c(H2PO4)

②3Ca2+2HPO42=Ca3(PO4)2↓+2H

(4)①HCl 

应用化学反应原理分析相关问题,得出合理答案。

(1)2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH=+3359.26 kJ·mol1

CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-89.61 kJ·mol1②根据盖斯定律,①+②×6得ΔH3=+2821.6 kJ·mol1

(2)该反应中,Cu2转化为Cu,则60 mol CuSO4转移60 mol e,1 mol P4被CuSO4氧化时得20 mol e,所以60 mol CuSO4可以氧化3 mol P4

(3)根据图像可知获得纯净的NaH2PO4应控制pH在4~5.5之间。pH=8时溶质主要是Na2HPO4和NaH2PO4。此时c(HPO42)>c(H2PO4)。加入CaCl2后,Ca2结合HPO42电离出的PO42生成沉淀,促进了HPO42的电离,反应的离子方程式为3Ca3+2HPO42=Ca3(PO4)2↓+2H

(4)根据元素种类可以判定酸性气体是HCl,根据元素守恒及反应物季戊四醇的核磁共振氢谱、生成物X的核磁共振氢谱推出反应为

点拨:知识:反应热计算、氧化还原反应、离子浓度大小比较、离子方程式等。能力:考查学生对化学知识综合运用、解决问题的能力。试题难度:较大。

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