Question

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·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

则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__________________。

Answer

(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

【解析】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·mol－1①

CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2＝－89.61 kJ·mol－1②根据盖斯定律，①＋②×6得ΔH3＝＋2821.6 kJ·mol－1。

(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。