Question

可乐中的食品添加剂有白砂糖、二氧化碳、焦糖色、磷酸、咖啡因等。可乐的辛辣味与磷酸（化学式为H₃PO₄，沸点高难挥发）有一定关系。

(1)室温下，测得0.1mol/LH₃PO₄溶液的pH=1.5，用电离方程式解释原因：__。

(2)长期过量饮用可乐会破坏牙釉质，使下面的平衡向脱矿方向移动，造成龋齿。结合平衡移动原理解释原因：__。

Ca₅(PO₄)₃OH(s)5Ca²⁺(aq) +3PO(aq)+OH^-(aq)

(3)向磷酸溶液中滴加NaOH溶液，含磷各微粒在溶液中的物质的量分数与pH的关系如图所示。

①向磷酸溶液中滴加NaOH溶液至pH=10时发生的主要反应的离子方程式是___。

②下列关于0.1mol/LNa₂HPO₄溶液的说法正确的是__（填序号）。

a．Na₂HPO₄溶液显碱性，原因是HPO的水解程度大于其电离程度

b．c(Na⁺)+c(H⁺)=c(H₂PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH^-)

c．c(Na⁺)=c(H₂PO)+c(HPO)+c(PO)+c(H₃PO₄)

(4)小组同学在实验室测定某可乐中磷酸的含量（不考虑白砂糖、咖啡因的影响）。

i.将一瓶可乐注入圆底烧瓶，加入活性炭，吸附色素。

ⅱ.将可乐回流加热10min，冷却至室温，过滤。

ⅲ.取50.00mL滤液，用百里香酚酞作指示剂，用0.100mol/LNaOH溶液滴定至终点时生成Na₂HPO₄，消耗NaOH溶液5.00mL。

①加热的目的是__。

②该可乐样品中磷酸的含量为__g/L（H₃PO₄摩尔质量为98g/mol）。

Answer

H3PO4H++H2PO 可乐为酸性饮料，长期过量饮用，可乐中的酸性物质中和OH-，c(OH-)减小，Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq)平衡向脱矿方向移动，造成龋齿 为H3PO4+2OH－=HPO42－＋2H2O ab 将可乐中的CO2气体赶出，防止干扰磷酸的测定 0.49

【解析】

(1)如果H3PO4是强酸，0.1mol·L－1H3PO4溶液的pH＜1，现0.1mol·L－1H3PO4溶液大于1，说明H3PO4是弱酸，部分电离，电离方程式为H3PO4H＋＋H2PO4－；

(2)可乐是酸性饮料，长期过量饮用，可乐中的酸性物质中和了OH-，c(OH－)减小，使Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2＋(aq)+3PO43－(aq)+OH－(aq)平衡向脱矿方向移动，造成龋齿；

(3)①向磷酸溶液中滴加NaOH溶液至pH=10，溶液中含磷的主要微粒，从H3PO4转变为HPO42－，因此主要的离子方程式为H3PO4+2OH－=HPO42－＋2H2O；

②a．Na2HPO4溶液中HPO42－既能电离又能水解，电离方程式和水解方程式分别为HPO42－H＋＋PO43－，HPO42－＋H2OH3PO4＋OH－；HPO42－的电离平衡常数，当c(PO43－)=c(HPO42－)时，溶液中的pH约为12.3，c(H＋)=10－12.3mol·L－1，则；HPO42－的水解平衡常数，当c(H2PO4－)=c(HPO42－)时，溶液中的pH约为7.2，c(H＋)=10－7.2mol·L－1，则；可知HPO42－的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，a正确；

b．Na2HPO4溶液呈电中性，根据电荷守恒，有c(Na＋)+c(H＋)=c(H2PO4－)+2c(HPO42－)+3c(PO43－)+c(OH－)，b正确；

c．Na2HPO4溶液中，根据物料守恒，有c(Na＋)=2[c(H2PO4－)+c(HPO42－)+c(PO43－)+ c(H3PO4)]，c错误；

ab符合题意；

(4)①可乐溶液中，含有碳酸，也会与NaOH反应，会影响H3PO4的测定，因此加热的目的是将可乐中的CO2气体赶出，防止干扰磷酸的测定；

②滴定至终点时生成Na2HPO4，则关系式为H3PO4～2NaOH，则50mL可乐中含有；则该可乐样品中磷酸的含量=。