Question

【題目】磷和其化合物在科研及生產中均有著重要的作用。

（1）紅磷P(s)和Cl2(g)發生反應生成PCl3(g)PCl5(g)，反應過程如下：

2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(g) △H=－612kJ/mol

2P(s) + 5Cl2(g) = 2PCl5(g) △H=－798kJ/mol

氣態 PCl5生成氣態PCl3和Cl2的熱化學方程式為________。

（2）一定溫度下，在三個恒容體積均為2.0L的容器中發生反應：PCl5（g） PCl3（g）+Cl2（g）

編號	溫度（℃）	起始/mol	平衡/mol		達到平衡所需時間/s
		PCl5（g）	PCl3（g）	Cl2（g）
I	320	0.40	0.10	0.10	t1
II	320	0.80			t2
III	410	0.40	0.15	0.15	t3

①平衡常數K：溶液II____溶液III（填“>”或“=”或“<”）

②反應達到平衡時，PCl3的轉化率：容器II_____容器I（填“>”或“=”或“<”）

（3）亞磷酸（H2PO5）與足量的NaOH溶液反應生成Na2HPO3。電解Na2HPO3溶液也可得到亞鱗酸，裝置示意圖如圖：

陰極的電極反應式為_______；產品室中反應的離子方程式為__________。

（4）一定溫度下，Ksp[Mg3(PO4)2]=6.0×10-29，Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26向濃度均為0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO3，先生成________沉淀（填化學式）；當測得溶液其中一種金屬陽離子沉淀完全（濃度小于105mol/L）時，溶液中的另一種金屬陽離子的物質的量濃度c= ______mol/L

Answer 1

【答案】PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H=+93kJ/mol<<2H++2e—＝H2↑HPO32—+2H+＝H3PO3Mg3(PO4)210-4

【解析】

試題分析：（1）根據蓋斯定律計算反應熱，書寫熱化學方程式；

（2）①平衡常數只與溫度有關；

②增大壓強，平衡向著氣體體積減小的方向移動；

（3）陰極上得電子發生還原反應；產品室中HPO32-和氫離子結合 生成亞磷酸；

（4）根據濃度熵和溶度積常數分析。

解析：（1）已知：①2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(g) △H=－612kJ/mol

②2P(s) + 5Cl2(g) = 2PCl5(g) △H=－798kJ/mol

根據蓋斯定律可知(①②)/2即得到氣態 PCl5生成氣態PCl3和Cl2的熱化學方程式為PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H=+93kJ/mol ；

（2）①I中平衡時PCl5（g）、PCl3（g）、Cl2（g）的濃度分別是0.15mol/L、0.05mol/L、0.05mol/L，所以K=（0.05×0.05）/0.15≈0.03，平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，故容器Ⅱ中得到平衡常數與容器I中相同，容器III中K=（0.075×0.075）/0.125=0.045，即平衡常數K：容器Ⅱ＜容器Ⅲ；

②容器Ⅱ與容器Ⅰ相比，相當于增大壓強，平衡左移，PCl5的轉化率減小，即PCl5的轉化率：容器Ⅱ＜容器Ⅰ；

（3）陰極上氫離子得電子發生還原反應，電極反應式為2H++2e—＝H2↑ ；產品室中HPO32-和氫離子結合生成亞磷酸，反應離子方程式為HPO32—+2H+＝H3PO3；

（4）難溶物溶度積常數小的先沉淀，根據溶度積常數相對大小知，Mg3（PO4）2先生成沉淀，當溶液中C（Mg2+）=10-5 mol/L時，認為鎂離子完全沉淀，則溶液中的磷酸根濃度為c2（PO43-）=Ksp[Mg 3(PO 4) 2]/c(Mg 2+) 3=6.0×10 29/(10 5) 3=6.0×10-14，所以c（Ca2+）=。