Question

（15分）（Ⅰ）磷是生物体中不可缺少的元素之一，在自然界中磷总是以磷酸盐的形式出现的，例如磷酸钙矿Ca₃(PO₄)₂、磷灰石Ca₅F(PO₄)₃等。

（1）磷的某种核素中，中子数比质子数多1，则表示该核素的原子符号为____________。

（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：

2Ca₃(PO₄)₂＋6SiO₂ ＝ 6CaSiO₃＋P₄O₁₀       10C＋P₄O₁₀ ＝ P₄↑＋10CO↑

上述反应中的各种物质，属于酸性氧化物的有               。

（3）白磷有剧毒，不慎沾到皮肤上，可用CuSO₄溶液冲洗解毒。白磷可与热的CuSO₄溶液反应生成磷化亚铜，与冷溶液则析出铜，反应方程式分别（均未配平）为：

①P₄＋CuSO₄＋H₂O→Cu₃P＋H₃PO₄＋H₂SO₄

②P₄＋CuSO₄＋H₂O→Cu＋H₃PO₄＋H₂SO₄

反应①中，氧化剂为                ，若上述两反应中被氧化的P₄的物质的量相等，则消耗的CuSO₄的物质的量之比为              。

（Ⅱ）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料。一容器被离子交换膜分成左右两部分，如图所示。

若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H₂O₂溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl₂溶液（足量），一段时间后右边可观察到的现象：                     ；若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH₄Al(SO₄)₂的溶液，右边充满含3mol Ba(OH)₂的溶液，当有2mol SO₄^2－通过交换膜时(若反应迅速完全)，则左右两室沉淀的物质的量之比为           。

（Ⅲ）某初级石墨中含SiO₂(7．8%)、Al₂O₃(5．1%)、Fe₂O₃(3．1%)和MgO(0．5%)等杂质，利用相关工艺可进行提纯与综合利用。通入一定量的N₂后，在1500℃下与Cl₂充分反应得到纯化石墨与气体混合物，然后降温至80℃，分别得到不同状态的两类物质a和b。（注：石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl₄的沸点为57．6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃。）

（1）若a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性，

化学反应方程式为                                        _________。

（2）若b与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有               _________。

Answer

（Ⅰ）（1）（1分）

（2）SiO2 P4O10 （2分，答对1个给1分）

（3）CuSO4 和P4 （2分，少答或错答不得分） 1：1（2分）

（Ⅱ）溶液由浅绿色变红色（2分） 2：3（2分）

（Ⅲ）（1）SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O（2分）

（2）Cl－、OH－、AlO2－（2分）

【解析】

试题分析：（Ⅰ）（1）磷为15号元素，磷的某种核素中，中子数比质子数多1，则表示该核素的原子符号为。（2）根据物质分类的原则判断，上述反应中的各种物质，属于酸性氧化物的有SiO2 P4O10。（3）反应①中，磷元素的化合价由0价部分降为—3价，铜元素的化合价由+2价降为+1价，得电子，故氧化剂为CuSO4 和P4，若被氧化的白磷都是1mol，则反应中转移电子是20mol，所以根据电子的得失守恒可知，反应①中需要硫酸铜是20/6×3＝10mol。而在反应②需要硫酸铜是20÷2＝10mol，所以消耗的CuSO4的物质的量之比为1︰1。（Ⅱ）若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），Fe2＋透过阳离子交换膜进入左边，发生反应：2Fe2+ + H2O2 + 2H+====2Fe3+ + 2H2O，生成的Fe3+透过离子交换膜进入右边，与KSCN发生络合反应，一段时间后右边可观察到的现象：溶液由浅绿色变红色；若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH4Al(SO4)2的溶液，右边充满含3mol Ba(OH)2的溶液，左边发生的反应为：Al3+ + 3OH-====Al(OH)3↓，右边发生的反应为Ba2+ + SO42-====BaSO4↓，根据电荷守恒当有2mol SO42－通过交换膜进入右边时有4molOH—进入右边，左边生成沉淀的物质的量为4/3mol，右边生成沉淀的物质的量为2mol，则左右两室沉淀的物质的量之比为2：3。（Ⅲ）根据题意知，某初级石墨中含SiO2(7．8%)、Al2O3(5．1%)、Fe2O3(3．1%)和MgO(0．5%)等杂质，通入一定量的N2排除装置内的空气后，在1500℃下与Cl2充分反应得到纯化石墨与SiCl4、AlCl3、Fe Cl3和Mg Cl2等气体混合物，SiCl4的沸点为57．6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃，降温至80℃，分别得到液态物质SiCl4和气态混合物AlCl3、Fe Cl3和Mg Cl2。（1）a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性为硅酸钠溶液，则a为液态物质SiCl4，化学反应方程式为SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O；（2）b为气态混合物AlCl3、Fe Cl3和Mg Cl2，与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，得固体物质氢氧化镁、氢氧化铁和氢氧化钠、氯化钠、偏铝酸钠的混合液，所得滤液中阴离子有Cl－、OH－、AlO2－。

考点：考查氧化还原反应和离子反应。