Question

【題目】PCl3和PCl5能發生如下水解反應：PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl；PCl5+4H2O→H3PO4+5HCl，現將一定量的PCl3和PCl5混合物溶于足量水中，在加熱條件下緩緩通入0.020molO2，恰好將H3PO3氧化為H3PO4。往反應后的溶液中加入15.725gCa(OH)2，充分反應后磷元素全部轉化為Ca3(PO4)2沉淀，過濾后得到2.5L濾液，測得pH為12。計算：

(1)Ca3(PO4)2（已知式量310）沉淀的質量____________；

(2)濾液中溶質的物質的量濃度__________________。

Answer 1

【答案】9.3 g c[Ca(OH)2] = 0.005 mol/L，c[CaCl2] = 0.044 mol/L

【解析】

(1)n[Ca(OH)2]==0.2125mol。P元素失電子，氧元素得電子，設PCl3的物質的量是zmol，由得失電子守恒知：0.020mol×2(2-0)=z(5-3)mol，解得n(PCl3)=0.04mol。過濾后得到2.5L濾液，測得pH為12，即溶液中c(OH-)=0.01mol/L，所以過量n[Ca(OH)2]=0.0125mol，反應掉0.2mol，根據PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl可知0.04molPCl3和水反應會生成0.04molH3PO3、0.12molHCl，需Ca(OH)2，被氧化后生成Ca3(PO4)2的物質量為0.02mol；設PCl5為xmol，根據PCl5+4H2O→H3PO4+5HCl可知生成xmolH3PO4，5xmolHCl，需Ca(OH)2，則4xmol=0.2mol-0.12mol，x=0.02mol，0.02mol PCl5溶于水最終轉化為Ca3(PO4)2的物質的量為0.01mol，則Ca3(PO4)2的總物質的量為0.02mol+0.01mol=0.03mol，質量為0.03mol ×310g/mol=9.3g；
(2)濾液中溶質為過量的Ca(OH)2和反應生成的CaCl2，過量n[Ca(OH)2]=0.0125mol，c[Ca(OH)2]==0.005mol/L，反應生成的n(CaCl2)=0.2125mol-0.125mol-0.03mol×3=0.11mol，所以c[CaCl2]==0.044mol/L。