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：
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方程式表示：
11P₄＋60CuSO₄＋96H₂O=20Cu₃P＋24H₃PO₄＋60H₂SO₄
60 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的關系如下圖所示。

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________(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的核磁共振氫蠻如下圖所示：

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

Answer 1

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

應用化學反應原理分析相關問題，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根據蓋斯定律，①＋②×6得ΔH₃＝＋2821.6 kJ·mol^－1。
(2)該反應中，Cu^2＋轉化為Cu^＋，則60 mol CuSO₄轉移60 mol e^－，，1 mol P₄被CuSO₄氧化時得20 mol e^－，所以60 mol CuSO₄可以氧化3 mol P₄。
(3)根據圖像可知獲得純凈的NaH₂PO₄應控制pH在4～5.5之間。pH＝8時溶質主要是Na₂HPO₄和NaH₂PO₄。此時c(HPO₄^2—)＞c(H₂PO₄^—)。加入CaCl₂后，Ca^2＋結合HPO₄^2—電離出的PO₄^2—生成沉淀，促進了HPO₄^2—的電離，反應的離子方程式為3Ca^3＋＋2HPO₄^2—=Ca₃(PO₄)₂↓＋2H^＋。
(4)根據元素種類可以判定酸性氣體是HCl，根據元素守恒及反應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為

點撥：知識：反應熱計算、氧化還原反應、離子濃度大小比較、離子方程式等。能力：考查學生對化學知識綜合運用、解決問題的能力。試題難度：較大。