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(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。
(1)白磷(P₄)可由Ca₃(PO₄)₂、焦炭和SiO₂在一定條件下反應(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：
2Ca₃(PO₄)₂(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P₄(s)＋10CO(g)　   ΔH₁＝＋3359.26 kJ·mol^－1
CaO(s)＋SiO₂(s)=CaSiO₃(s)   ΔH₁＝－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(xué)方程式表示：
11P₄＋60CuSO₄＋96H₂O=20Cu₃P＋24H₃PO₄＋60H₂SO₄
60 mol CuSO₄能氧化白磷的物質(zhì)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(yīng)獲得，含磷各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系如下圖所示。

①為獲得盡可能純的NaH₂PO₄，pH應(yīng)控制在________；pH＝8時(shí)，溶液中主要含磷物種濃度大小關(guān)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________(用離子方程式表示)。
（4）磷的化合物三氯氧磷（）與季戊四醇（）以物質(zhì)的量之比2:1反應(yīng)時(shí)，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的核磁共振氫蠻如下圖所示：

①酸性氣體是______________________(填化學(xué)式)。
②X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________________。

Answer 1

(1)2821.6　(2)3 mol　(3)①4～5.5(介于此區(qū)間內(nèi)的任意值或區(qū)間均可)　c(HPO₄^2—)＞c(H₂PO₄^—)
②3Ca^2＋＋2HPO₄^2—=Ca₃(PO₄)₂↓＋2H^＋
(4)①HCl　

應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理分析相關(guān)問題，得出合理答案。
(1)2Ca₃(PO₄)₂(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P₄(s)＋10CO(g)　ΔH＝＋3359.26 kJ·mol^－1①
CaO(s)＋SiO₂(s)=CaSiO₃(s)　ΔH₂＝－89.61 kJ·mol^－1②根據(jù)蓋斯定律，①＋②×6得ΔH₃＝＋2821.6 kJ·mol^－1。
(2)該反應(yīng)中，Cu^2＋轉(zhuǎn)化為Cu^＋，則60 mol CuSO₄轉(zhuǎn)移60 mol e^－，，1 mol P₄被CuSO₄氧化時(shí)得20 mol e^－，所以60 mol CuSO₄可以氧化3 mol P₄。
(3)根據(jù)圖像可知獲得純凈的NaH₂PO₄應(yīng)控制pH在4～5.5之間。pH＝8時(shí)溶質(zhì)主要是Na₂HPO₄和NaH₂PO₄。此時(shí)c(HPO₄^2—)＞c(H₂PO₄^—)。加入CaCl₂后，Ca^2＋結(jié)合HPO₄^2—電離出的PO₄^2—生成沉淀，促進(jìn)了HPO₄^2—的電離，反應(yīng)的離子方程式為3Ca^3＋＋2HPO₄^2—=Ca₃(PO₄)₂↓＋2H^＋。
(4)根據(jù)元素種類可以判定酸性氣體是HCl，根據(jù)元素守恒及反應(yīng)物季戊四醇的核磁共振氫譜、生成物X的核磁共振氫譜推出反應(yīng)為

點(diǎn)撥：知識(shí)：反應(yīng)熱計(jì)算、氧化還原反應(yīng)、離子濃度大小比較、離子方程式等。能力：考查學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用、解決問題的能力。試題難度：較大。