Question

磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素,主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca₃(PO₄)₂等形式存在。它的單質和化合物在工農業生產中有著重要的應用。
（1）白磷(P₄)可由Ca₃(PO₄)₂、焦炭和SiO₂在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下:
①2Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)6CaO(s)+P₄(s)+10CO(g）ΔH₁="+3" 359．26 kJ·mol^-1
②CaO(s)+SiO₂(s)CaSiO₃(s） ΔH₂=-89．61 kJ·mol^-1
2Ca₃(PO₄)₂(s)+6SiO₂(s)+10C(s)6CaSiO₃(s)+P₄(s)+10CO(g）ΔH₃則ΔH₃=   kJ·mol^-1。
（2）白磷中毒后可用CuSO₄溶液解毒,解毒原理可用下列化學方程式表示: 11P₄+60CuSO₄ +96H₂O20Cu₃P +24H₃PO₄+60H₂SO₄  6 mol CuSO₄能氧化白磷的物質的量是         。
（3）磷的重要化合物NaH₂PO₄、Na₂HPO₄和Na₃PO₄可通過H₃PO₄與NaOH溶液反應獲得,含磷各物種的分布分數(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數)與pH的關系如圖所示。

①為獲得盡可能純的NaH₂PO₄,pH應控制在； pH=8時,溶液中主要含磷物種濃度大小關系為  。
②Na₂HPO₄溶液顯堿性,若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液,溶液則顯酸性,其原因是   (寫離子方程式)。
（4）磷的化合物三氯氧磷()與季戊四醇()以物質的量之比2∶1反應時,可獲得一種新型阻燃劑中間體X,并釋放出一種酸性氣體。季戊四醇與X的核磁共振氫譜如下圖所示。

①酸性氣體是                (填化學式)
②X的結構簡式為                 。

Answer 1

（1）2821．6；
（2）0．3mol；
（3）①4～5．5   c（HPO₄^2-）＞c（H₂PO₄）②3Ca²⁺+2H PO₄^2-=Ca₃(PO₄)₂+2H⁺
（4）①HCl  ②

試題分析：（1）①＋②×6整理可得2Ca₃(PO₄)₂(s)+6SiO₂(s)+10C(s)6CaSiO₃(s)+P₄(s)+10CO(g）ΔH₃=ΔH₁+6×ΔH₂=+3359．26+6×(-89．61）=2821．6kJ/mol． （2）由方程式11P₄+60CuSO₄ +96H₂O20Cu₃P +24H₃PO₄+60H₂SO₄ 可知：P₄在反應中既作氧化劑又作還原劑。CuSO₄作氧化劑。每1mol的CuSO₄得到電子1mol。而每1mol的P₄在反應中作還原劑能失去電子20mol的電子。即1mol的P₄在反應中作還原劑需要消耗20mol的CuSO₄，則6 mol CuSO₄能氧化白磷的物質的量是6÷20=0．3mol。（3）由含磷各物種的分布分數(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數)與pH的關系圖可知：①為獲得盡可能純的NaH₂PO₄,pH應控制pH在4～5．5。在pH=8時溶液中主要含磷物種有Na₂HPO₄和NaH₂PO₄二者濃度大小關系為c（HPO₄^2-）＞c（H₂PO₄^--）。②Na₂HPO₄溶液顯堿性,是因為在溶液在存在電離平衡：HPO₄^2-H⁺+ PO₄^3-和水解平衡：H₂O+HPO₄^2-H₂PO₄^--+OH^-。由于水解大于電離，所以溶液顯堿性。若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液,則會發生反應：2PO₄^3-+3Ca²⁺=Ca₃(PO₄)₂↓。促使平衡向電離的方向移動，最終使溶液顯酸性。總方程式為3Ca²⁺+2H PO₄^2-=Ca₃(PO₄)₂+2H⁺。（4）由它們反應時的物質的量的關系、質量守恒定律及得到的物質的核磁共振氫譜圖可以確定①酸性氣體是HCl，②X的結構簡式為。