Question

【題目】可樂中的食品添加劑有白砂糖、二氧化碳、焦糖色、磷酸、咖啡因等。可樂的辛辣味與磷酸（化學式為H3PO4，沸點高難揮發）有一定關系。

(1)室溫下，測得0.1mol/LH3PO4溶液的pH=1.5，用電離方程式解釋原因：__。

(2)長期過量飲用可樂會破壞牙釉質，使下面的平衡向脫礦方向移動，造成齲齒。結合平衡移動原理解釋原因：__。

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質的量分數與pH的關系如圖所示。

①向磷酸溶液中滴加NaOH溶液至pH=10時發生的主要反應的離子方程式是___。

②下列關于0.1mol/LNa2HPO4溶液的說法正確的是__（填序號）。

a．Na2HPO4溶液顯堿性，原因是HPO的水解程度大于其電離程度

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)小組同學在實驗室測定某可樂中磷酸的含量（不考慮白砂糖、咖啡因的影響）。

i.將一瓶可樂注入圓底燒瓶，加入活性炭，吸附色素。

ⅱ.將可樂回流加熱10min，冷卻至室溫，過濾。

ⅲ.取50.00mL濾液，用百里香酚酞作指示劑，用0.100mol/LNaOH溶液滴定至終點時生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液5.00mL。

①加熱的目的是__。

②該可樂樣品中磷酸的含量為__g/L（H3PO4摩爾質量為98g/mol）。

Answer 1

【答案】H3PO4H++H2PO 可樂為酸性飲料，長期過量飲用，可樂中的酸性物質中和OH-，c(OH-)減小，Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq)平衡向脫礦方向移動，造成齲齒 為H3PO4+2OH－=HPO42－＋2H2O ab 將可樂中的CO2氣體趕出，防止干擾磷酸的測定 0.49

【解析】

(1)如果H3PO4是強酸，0.1mol·L－1H3PO4溶液的pH＜1，現0.1mol·L－1H3PO4溶液大于1，說明H3PO4是弱酸，部分電離，電離方程式為H3PO4H＋＋H2PO4－；

(2)可樂是酸性飲料，長期過量飲用，可樂中的酸性物質中和了OH-，c(OH－)減小，使Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2＋(aq)+3PO43－(aq)+OH－(aq)平衡向脫礦方向移動，造成齲齒；

(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，從H3PO4轉變為HPO42－，因此主要的離子方程式為H3PO4+2OH－=HPO42－＋2H2O；

②a．Na2HPO4溶液中HPO42－既能電離又能水解，電離方程式和水解方程式分別為HPO42－H＋＋PO43－，HPO42－＋H2OH3PO4＋OH－；HPO42－的電離平衡常數，當c(PO43－)=c(HPO42－)時，溶液中的pH約為12.3，c(H＋)=10－12.3mol·L－1，則；HPO42－的水解平衡常數，當c(H2PO4－)=c(HPO42－)時，溶液中的pH約為7.2，c(H＋)=10－7.2mol·L－1，則；可知HPO42－的水解程度大于其電離程度，溶液呈堿性，a正確；

b．Na2HPO4溶液呈電中性，根據電荷守恒，有c(Na＋)+c(H＋)=c(H2PO4－)+2c(HPO42－)+3c(PO43－)+c(OH－)，b正確；

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

ab符合題意；

(4)①可樂溶液中，含有碳酸，也會與NaOH反應，會影響H3PO4的測定，因此加熱的目的是將可樂中的CO2氣體趕出，防止干擾磷酸的測定；

②滴定至終點時生成Na2HPO4，則關系式為H3PO4～2NaOH，則50mL可樂中含有；則該可樂樣品中磷酸的含量=。