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高中化学竞赛题--磷酸和磷酸盐


中学化学竞赛试题资源库——磷酸和磷酸盐 中学化学竞赛试题资源库——磷酸和磷酸盐 ——
A组
1.使用化肥普钙和重钙最好是 A 与草木灰并用 B 与农家肥料(厩肥)并用 + C 施用于碱性土壤 D 施用于含 Fe3 的酸性土壤 2.下列哪组物质都易溶于水 B BaSO4、Na2SO4、(NH4)2SO4 A NH4Cl、NaCl、AgCl C Ag3PO4、Ag

F、AgNO3 D Ba(H2PO4)2、Ba(NO3)2、Ba(OH)2 3.下列各组混和物中,若将它放入水中能产生白色沉淀,加入足量稀硝酸后沉淀溶 解并产生气体,再加入硝酸银溶液又产生白色沉淀的是 B K3PO4、CaCl2 A Na2CO3、Al(OH)3 C MgCl2、K2CO3 D Na2SO4、Ba(OH)2 4.用 0.25mol/L 磷酸中和 25mL 0.3mol/L 的 Ca(OH)2 溶液,只生成正盐,则需物体积 是 A 8.3mL B 20mL C 30mL D 75mL 5.浓度相同的 Ba(OH)2 和磷酸溶液,当向磷酸中滴入 2 滴 Ba(OH)2 溶液和向 Ba(OH)2 溶液中滴入 2 滴磷酸溶液时,都出现白色沉淀,则这白色沉淀是 A 都是 Ba3(PO4)2 沉淀 B 前者是 Ba3(PO4)2 沉淀,后者是 BaHPO4 沉淀 C 都是 BaHPO4 沉淀 D 前者是 BaHPO4 沉淀,后者是 Ba3(PO4)2 沉淀 6.由 NaH2PO4 脱水形成聚磷酸盐 Na200H2P200O601,共脱去水分子的数目为 A 198 个 B 199 个 C 200 个 D 201 个 7.某学生用加热的办法测定磷酸二氢钙结晶水合物中的结晶水,称出 ag 结晶水合物 置于坩埚中加热,但加絷时由于温度控制不适当而偏高,导致磷酸二氢钙分解,结果得到 bg 无水偏磷酸钙,该学生经过一番思考后,没有重新做实验,就算出了结晶水的分子数, 而且得到了老师的肯定,该结晶水分子数 n 的正确计算式为 A (a-b)/18 B (11a-13b)/b C (119a-234b)/18b D (119a-137b)/18b 8.自然界中的磷矿石,磷酸钙矿比较少,主要是磷灰石矿[Ca5F(PO4)3],写出以磷灰 石矿粉为原料生产过磷酸钙化肥的反应方程式。 9.三峡地区的矿产资源十分丰富,主要有煤、铁、铜、食盐、石膏等矿种,其中磷 矿储量最大,三峡工程建成后,将对开发这些矿产资源提供有利条件。工业上用磷矿石[主 要成分为: 3(PO4)2]混以石英砂 Ca (SiO2) 和炭粉在 1773 K 左右的电炉中加热制成白磷 4) (P , 其反应方程式为 ,氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]的组成可以看成是由 CaF2 与 Ca3(PO4)2 按物质的量比 组成;1mol Ca5(PO4)3F 最多可以与 mol H2SO4 反应。 10.甲、乙两同学分别用 NaH2PO4 溶液和石灰水进行混合反应实验。它们各在含 - - 0.01mol NaH2PO4 的溶液中滴加石灰水。甲要使溶液中 H2PO4 完全转化为 PO43 ,他至少 要加入含______mol Ca(OH)2 的石灰水,此时发生反应的离子方程式是________________。 - 乙要使全部 PO43 都转化为磷酸钙沉淀,他至少要加入含_______mol Ca(OH)2 的石灰水, 此时发生反应的离子方程式是________________。
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11.A、B、C、D 是中学化学实验中常用的四种单质,它们之中有三种是气体,一种 是固体。这些单质和甲、乙、X、Y、Z 等五种化合物之间存在如下的关系:

据此判断: (1)写出化合物 Z 的化学式 ; 个类型的基本反应,其中有 个化合反应。 (2)上述图示中的化学反应共有 (3)上述四种单质中存在同素异形体的元素是(写元素符号) 。 12.X、Y、Z 是短周期元素的三种常见氧化物。X 跟水反应后可生成一种具有还原性 的不稳定的二元酸,Y 和 X 的组成元素相同,Y 的化学式式量比 X 大,Z 在与水反应时, 随水温的不同,产物有所不同,1mol Z 与水反应,最多可以吸收 6mol 水,1mol Z 与水反 应的产物,最多需要 12mol 的氢氧化钠才能完全中和。请回答下列问题: (1)写出 Z 的化学式 ,画出 Z 的空间结构式 。 (2)完成下列反应方程式: ①Z+2H2O→甲 ②Z+4H2O→乙 ③Z+6H2O→丙 请排出甲、乙、丙三种酸由强到弱的顺序 。 。 你的依据是 (3)在一定条件下,Y 可以跟非金属单质 A 反应生成 X 和 Z,其反应的化学方程式 是 。 、三磷酸以至高聚磷 13.将磷酸加强热时可发生分子间的脱水生成焦磷酸(H4P2O7) 酸。 (1)焦磷酸的结构式是 ; (2)当高聚磷酸中 P 原子数为 20 时,其化学式是 ; (3)如用 n 表示高聚磷酸中磷原子数,则高聚磷酸的结构简式为 。 14.为配制某培养液,需要用含 NaH2PO4 和 Na2HPO4(物质的量之比为 3︰1)的混 合液,每升混合液中含磷元素 3.1g。现用 4.0mol/L H3PO4 溶液和固体 NaOH 配制 2.0L 混 合液,问需取该 H3PO4 溶液多少毫升?NaOH 多少克? 15.试计算每生产 1 吨含磷量(以 P2O5 计)为 55%的重过磷酸钙,需要多少 94%的 硫酸和氟磷灰石[基本成分为:Ca5F(PO4)3]。这里假设每一步化学反应产物的收率都是 100%。在浮选原矿时,氟磷灰石精矿的收率为 65%,该精矿含磷(按 P2O5 计)39.5%。精 矿中的有效成分为 88.4%。 16.加热某偏磷酸的水溶液(体积保持不变) ,可得 24.5%的磷酸溶液 (1)原来这种偏磷酸溶液的质量百分比浓度为多少? (2)若所得磷酸溶液的密度为 1.2g/mL,则该磷酸溶液的摩尔浓度为多少?
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17.向 10mL 0.1mol/L 磷酸溶液中滴加 0.02mol/L 的氢氧化钙溶液,不断搅拌。 (1)当滴入 Ca(OH)2 溶液为 60mL 时,得到的沉淀物是什么?质量为多少? (2)当加入 Ca(OH)2 溶液超过多少毫升时,溶液中开始出现沉淀? (3)若将 0.3mol/LNaOH 和 0.1mol/LCa(H2PO4)2 溶液等体积混和,充分搅拌后静置, 写出该反应的离子方程式。 18. 有一组成为 Ca3(PO4)2· 3PO4· 2O 的磷酸酸式盐。 7.56g 该晶体加热至 100℃ nH mH 取 以上,使之失去全部的结晶水,残余物重 7.02g。另取 7.56g 该盐晶体溶于水,须加 4.44g 消石灰才能使之全部变为正盐。求: (1)n、m 的值。 (2)用酸式盐的形式写出它的化学式。 19.李洋同学通过滴定法对某洗衣粉中 Na5P3O10(相对分子质量为 368)的含量进行 测定。首先称取 5.1g 样品溶于一定量的硝酸中,加热使其充分酸解:Na5P3O10+5HNO3+ 2H2O=5NaNO3+3H3PO4;再调节溶液的 pH 使磷酸全部以磷酸二氢根离子形式存在;最 后用 0.5mol/L NaOH 溶液滴定至磷酸二氢根离子全部转变成磷酸一氢根离子,消耗 NaOH 溶液体积 16.80mL。 (1) 大量使用该类洗衣粉, 可能造成的环境问题是 。 (2)计算该洗衣粉中 Na5P3O10 的质量分数。

B组
20.三个磷酸分子可以脱去两个水分子生成三磷酸(H5P3O10) 。已知磷酸的分子中有 4 个磷氧键,则三磷酸分子中磷氧键的数目是 A 8 B 12 C 9 D 10 21.分别配制 H3PO4、KOH 的乙醇溶液,取 10mL H3PO4 溶液在不断振荡下,滴加 KOH 溶液立即产生白色沉淀,并不断增多,继而又逐渐减少至消失,然后又逐渐增多至 一定量不再消失,以上事实说明 B KH2PO4、K3PO4 不溶于无水乙醇 A K2HPO4 不溶于无水乙醇 C KH2PO4、K2HPO4 不溶于无水乙醇 D K2HPO4 溶于无水乙醇 22.我国某些城市和地区严禁生产和销售含磷洗涤剂,含磷洗涤剂主要是添加了三聚 磷酸钠,禁止使用的原因是 A 三聚磷酸钠会引起白色污染 + + B 三聚磷酸钠会跟硬水中的 Ca2 、Mg2 形成沉淀,堵塞下水管道 C 三聚磷酸钠价格昂贵,使用成本高 D 三聚磷酸钠会造成水质的富营养化,使水质变坏 23.我国某地生产的磷块岩中有两种形态的磷酸钙:α态、β态,前者在高温时稳定, 且较易被植物根系的分泌物所分解和吸收,后者则相反。在下列几种处理方法中,使磷块 岩肥效较高的做法是 A 粉碎后直接使用 B 加热至高温(1200℃)后,用水冷却,粉碎使用 C 加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎使用 D 加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎,并和草木灰混和后使用
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24. 将溶质的质量分数为 98%的浓磷酸表示为磷酸水合物的形式, 其化学式为______; 。 表示为五氧化二磷水合物的形式,其化学式为 25.P4O10 易与水化合,反应过程可表示为如下形式:P-O-P+H2O→2P-OH。若 每个 P4O10 分子与四个水分子发生化合反应,则该反应的化学方程式为 。 26.焦磷酸钙的化学式是 Ca2P2O7,试确定焦磷酸钠和焦磷酸铁(Ⅲ)的化学式? 27.磷酸氢二钠溶液中加入 AgNO3 溶液后有黄色沉淀生成,且原溶液 pH 值有明显下 降,写出反应方程式。该黄色沉淀能溶于氨水,写出反应方程式。 28.已知重水(D2O)和乙酸之间会发生氢交换: D2O+CH3COOH CH3COOD+HDO 又知次磷酸(H3PO2)与 D2O 之间也能发生氢交换,仅次磷酸钠(NaH2PO2)等次磷 酸盐与 D 对之间不能发生氢交换。据此,请写出次磷酸的结构式,并简述理由。 29.工业上用氟磷灰石〔Ca3(PO4)2〕为原料,按下图制取磷酸、磷酸二氧钙和氢氟酸。 图中反应:①为氟磷灰石跟另一种原料反应生成 A、B、C 三种物质;产物 C 又跟氟磷灰 石发生反应②,生成 B 和 D。请写出反应①和反应②的两个化学方程式:

30.磷块岩的主要成分是磷酸钙,其晶体有α和β两种形态。α态在高温时稳定,严 态在较低温时稳定。α态较易被植物根系的分泌物所分解、吸收,β态却不易。现做如下 实验:把一定量的磷块岩(溶洞型)加热至 1200℃以上,然后分为 A、B 两部分,A 用水 冷却,B 在空气中自然冷却。问: (1)A 和 B 作为磷肥施用,效果是否等同? ,原因是 。 (2)用磷块岩与硫酸反应制造过磷酸钙的过程中,常常产生一种具有特殊气味的气 体,它能加速金属腐蚀,能导致玻璃腐蚀,这种现象说明磷块岩中含有 。 31.(1)磷酸镁铵(NH4MgPO4)是一种复盐,难溶于水。化学上制备磷酸镁铵从反 应原理上看,是利用氯化镁溶液、磷酸氢钠溶液和氨水混合反应的方法制得。写出制备磷 酸镁铵反应的离子方程式 。 (2)在 Na2HPO4 溶液中加入 AgNO3 溶液,有沉淀 Ag3PO4 或 Ag2HPO4 生成,试写出 有关离子方程式。如何用简易实验确定该沉淀是 Ag3PO4 还是 Ag2HPO4? 32.(1)工业上制磷酸的反应可用一个化学方程式表示,为 。 (2)工业用磷酸制重过磷酸钙(磷酸二氢钙)的反应也可用一个化学方程式表示, 为 。 (3)现假设有一定质量的磷酸钙和足量的浓硫酸,利用以上两个反应来制备重过磷 酸钙。当磷酸钙在第(1)个反应中的利用率为 a%,在第(2)个反应中的利用率为 100% 时,(1)反应中消耗的磷酸钙与(2)反应中消耗的磷酸钙的质量之比为λ/a。那么,只 的数值等于 。
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33.(1)磷酸为三元酸,其结构为

,已知 PCl3 能与水反应,产物之一为

亚磷酸(H3PO3),其结构为

,则 PCl3 与水反应的化学方程式为



。 若亚磷酸与 NaOH 溶液反应,则生成的盐可能是(写出所有可能情况) (2)在一定条件下,H3PO4、NaH2PO4、Na2HPO4、H3PO3、NaH2PO3 既可以分别发 生分子间脱水生成多酸或多酸盐,也可以两两之间脱水生成多酸或多酸盐,请完成下列反 应(多酸或多酸盐写结构简式): +H2O; ①2H3PO3= ②2NaH2PO3+H3PO3= ; 。 ③2NaH2PO3+NaH2PO4= (3) 3PO3 与碘水反应, H 碘水的棕黄色褪去, 向上述反应后的溶液中加入过量的 AgNO3 溶液,生成黄色沉淀 m,过滤后向滤液中加入适量的 CaCO3 粉末,有气泡产生,同时又有 黄色沉淀 n 生成。则 H3PO3 与碘水反应的离子方程式为(已知 H3PO3 为弱酸): ____________________________。黄色沉淀 m 是 、n 是 。 34.以无机物态存在于土壤中的磷,多半是和钙、铝、铁结合的难溶磷酸盐。 磷酸钙在酸性条件下溶解度增大,使磷的肥效增强;加入土壤中的磷酸钙久后则转变 为磷酸铝、磷酸铁,导致磷的肥效降低。请解释并回答下列问题。 (1)磷酸铝在酸性条件下其溶解量(和在近中性条件下的相比) (填入增大、 持平或减小。不同) ,在碱性条件下其溶解量 。因为: 。因为: (2)磷酸铁在碱性条件下其溶解量 (3)作为磷肥,磷酸铁的肥效不高,但在水田中,其肥效往往明显增高。因为: 。 35. 磷是有机体不可少的重要元素, 高能磷酸键在二磷酸 腺苷(ADP)和三磷酸腺苷(ATP)之间可逆地移动着,它是 细胞内一切生化作用的能量。 光合作用产生的糖, 如果不进行 磷酸化, 那么光合作用中碳的固定将是无效的, 在每个腺苷分 子中,有一个磷原子是绝对必要的,没有它就没有生命。 (1)右图是三磷酸腺苷(ATP)的分子结构: ①ATP 的化学式为 ,摩尔质量为 。 ②每摩尔高能磷酸键水解时可释放出 30.5kJ 的能量, 而每摩尔低能磷酸键水解时只能 放出 14.2kJ 的能量。如有 50.7g ATP 完全水解,则能放出 kJ 的能量。如将其加入到 2mol/L 的氢氧化钠溶液中完全中和,则需消耗 mol 氢氧化钠。 ③高能磷酸键的形式与断裂的反应过程即是“能量分子”传送能量的过程,转化关系 为:ATP

a c

ADP

b d
B 吸能反应 C 水解反应
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AMP。其中 ATP 与 ADP;ADP 与 AMP 的分子量均相差 80,则反应 d 是 A 释能反应
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D 磷酸化反应
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④写出由 AMP 形成“能量分子”ATP 的化学方程式,并标出能量的变化值。 (2)①植物缺乏含磷的无机盐,会出现 A 茎杆软弱,容易倒伏 B 植株矮小瘦弱,叶片发黄 C 植株特别矮小,叶片是暗绿色 D 只开花不结果实 ②下列哪种物质是合成核苷酸和三磷酸腺苷分子所必需的 A 硫酸 B 磷酸 C 盐酸 D 碳酸 ③鱼脑中富含磷脂,磷脂是构成细胞膜的重要成分,细胞膜的基本骨架是 , 此外,线粒体膜和内质网膜等 的主要成分也是磷脂。 36.氮、磷、钾是植物生长的重要营养元素。洗衣粉中如加入由磷酸脱水制得的多磷 酸的钠盐作配料(主要含有 Na5P3O10) ,虽能在洗衣时起软化水的作用,但使用此类洗衣 粉会造成水质污染。 。 (1)硬水软化是指 。 (2)用肥皂(主要成份是硬脂酸钠)洗衣,水的硬度不能太大,其原因是 (3)磷酸、焦磷酸、连三磷酸的结构简式依次是:
O HO P OH OH HO O P OH O O P OH OH HO O P OH O O P OH O O P OH OH

(磷原子数用 m 表示)磷原子数为 n+1 的连多磷酸, 连多磷酸的通式为 能形成 种酸式盐。 (4)说明含洗衣粉等生活污水排入河流造成水质污染的主要原因是 。 (5)经测定某藻类的组成为含 C:35.80%;O:49.50%;P:0.87%;H:7.37%;N: 6.31%。计算该藻类的最简式(相对一个磷原子) 。 (6)写出藻类被氧气完全氧化的化学方程式(生成物除氧外都为相关元素的最高价 化合物) 。 (7)现有一个 1×106m2、平均水深为 20m 的湖泊,含氧气量为 9.1g/m3,若每天排入 含 3%(质量分数)的 Na5P3O10 的废水 1000kg,计算多少天后,湖里氧气被消耗净? 37.磷酸的结构式可以如右图所示,将磷酸加强热时可发生分子间脱 水生成焦磷酸(H4P2O7) 、三磷酸以至高聚磷酸(线形结构) 。 (1)焦磷酸的结构式为 ,指出焦磷酸分子中的羟基按照酸 性的强弱可分为 类; (2)当高聚磷酸中 P 原子数为 20 时,其化学式为 ; (3)当用 n 表示高聚磷酸中的 P 原子数,高聚磷酸的结构简式为 ; (4)三磷酸钠(Na5P3O10)是用 Na2HPO4 和 NaH2PO4 的混合液加热 350℃左右时制 得的,这个反应的化学方程式为 。 (5) 在某一高聚磷酸溶液中用 0.100mol/L NaOH 溶液滴定, 在消耗 42.0mL 和 50.0mL 处分别在聚合度为 4 和 9 各有 1 个终点。问链上平均 P 原子数为多少? 38.红磷是暗红色粉末,需密封保存,若保存不当易变质,呈黏稠状。变质后的物质 用水洗涤、过滤,将固体物干燥,得到纯净的红磷。向洗涤液中滴入硝酸银溶液,得到黑 色固体和无色气体,该气体在空气中变成棕色气体。 (1) 用化学方程式表示红磷保存不当变质的原因, 及洗涤液和 AgNO3 所发生的反应。
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(2)洗涤液中所溶物质为 A。A 是 P 通过 5 个共价键和其他原子结合的产物,其中 含有 2 个-OH,请写出该物质的结构式。 (3)A 物质有一种酸式盐,写出 A 物质和过量 NaOH 溶液反应的离子方程式。 39.有一固体单质,质软。在空气中极易燃烧,生成物溶于水,滴入紫色石蕊试液显 红色。将此溶液加热,颜色变深。把所得溶液分为两支试管,向第一支试管中滴入少量饱 和澄清石灰水,无浑浊出现,若继续滴加,出现白色浑浊,过量则产生白色沉淀。过滤, 取少量白色沉淀投入第二支试管,则沉淀消失。试确定该单质是什么,并写出有关反应的 化学方程式。 40.把 CaCl2 与 Na2HPO4 溶液混合时,可得磷酸八钙 Ca8H2(PO4)6·5H2O 晶体沉淀, 把所得沉淀长时间加热可以水解生成羟基磷灰石结晶 Ca5(PO4)3(OH)。写出水解的反应方 程式并讨论下列问题。 (1)下列两种方法中,哪一种得到的羟基磷灰石多?为什么? 将所得 Ca8H2(PO4)6· 2O 5H ①1mol/dm3 CaCl2 50cm3 和 1mol/dm3 Na2HPO4 30cm3 混合后, 3 滤出。再将它放在 80cm 水中于 80℃加热 5 小时。 ②1mol/dm3 CaCl2 50cm3 和 1mol/dm3 Na2HPO4 30cm3 混合后, 直接在 80℃加热 5 小时。 (2)在实验中,按①法制得的产物含 Ca 与含 Pmol 比为 1.5。计算 Ca8H2(PO4)6 中有 多少 mol 百分比已转化为 Ca5(PO4)3(OH)? 41.用容量法测定磷肥含磷量的主要步骤如下:准确称取磷肥 0.385g,用硫酸和高氯 酸在高温下使之分解,磷转化为磷酸。过滤、洗涤、弃去残渣。以硫酸-硝酸为介质,加 入过量钼酸铵溶液生成钼磷酸铵沉淀(NH4)3H4PMo12O42· 2O。 H 过滤、 洗涤、 沉淀溶于 40.00 3 cm 1.026 mol/L NaOH 标准溶液中,以酚酞为指示剂,用 0.1022 moL/L 盐酸标准溶液滴定 - - 至终点 (MoO42 、 HPO42 ) 耗去 15.20 cm3。 , 计算磷肥中磷的百分含量 (以 P2O5 计) 2O5 。 (P -1 的 mol 质量:142 g·mol ) C组 42.说明下列各用于含氧酸前的前缀的意思,并分别举一个例子。 ①meta(偏) ;②pyro(焦) ;③hypo(次) ;④per(过) ;⑤ortho(正) 43.红磷在 KOH 溶液中的悬浊液和 KOCl 作用,可以生成 K6P6O12 的钾盐。该盐酸根 - (P6O126 )结构式中磷元素和氧元素的化学环境完全一样。K6P6O12 用稀酸酸化则生成 H6P6O12,H6P6O12 在强酸性条件下可以水解,生成含单个磷元素的含氧酸。请回答: (1)写出 K6P6O12 生成的化学方程式: 。 - 6- (2)P6O12 中 P 元素杂化类型 ,其中的大π键类型 ,画出 P6O126 的结构式: (3)写出 K6P6O12 两步酸解的反应方程式: 、 44.长期以来,多磷酸钠是制备洗涤剂的重要原料。 (1)试写出由磷酸脱水制备不同结构多磷酸的化学反应方程式(设多磷酸中有 n 个 磷原子) ; (2)画出含 4 个磷原子的各种多磷酸的结构式; (3)试说明多磷酸钠作为洗衣粉中的配料成分的作用是什么? (4)60 年代时,发现加入多磷酸钠的洗衣粉在使用后会污染环境,试解释之。
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45.在自然界里的磷矿石中,磷酸钙矿〔Ca3(PO4)2 〕是很少的,主要是磷灰石矿 。目前,在世界各国以磷灰石矿为原料制得的磷肥主要有过磷酸钙、重过磷 〔Ca5(PO4)3F〕 酸钙(不含 CaSO4) 、碱性转炉渣磷肥、熔成磷肥。试回答下列问题: (1)写出以磷灰石矿、浓硫酸为原料制取重过磷酸钙的化学方程式。 (2)在磷灰石矿中,加入硅砂和焦炭并装入立式炉内,在高温条件下,使其与水蒸 气反应进行脱氟(HF) ,将熔融状态的物料经冷却后,再粉碎得到熔成磷肥。写出反应的 化学方程式。 (3)熔成磷肥的主要成分是 Ca3(PO4)2,其晶体有α和β两种形态,α态在高温时稳 定,β态在低温时稳定。α态较易于被植物根系分泌物所分解、吸收,β态则不容易。现 做如下实验:把熔成磷肥加热至 1200℃以上,分为 A、B 两部分。A 用水冷却,B 在空气 中自然冷却。问 A 和 B 作磷肥施用,效果是否等同?为什么? 46. 磷在自然界中主要以磷酸钙矿存在。 (1) 由磷酸钙矿制得白磷通常是在高温下 (~ 1500℃)加 SiO2 用碳还原,其反应可能存在两种机理: a.2Ca3(PO4)2+10CO=6CaO+10CO+P4 6CaO+6SiO2=6CaSiO3 10CO2+10C=20CO b.2Ca3(PO4)2+6SiO2=6CaSiO3+P4O10 P4O10+10C=10CO+P4 试回答: ①写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式。 ②SiO2 起何作用? (2) 已知白磷和红磷的燃烧热分别为-2983kJ/mol 和-2954kJ/mol,试写出白磷转变 为红磷的热化学反应方程式。 (3)从结构上看白磷为什么活泼? 47. (1)实验内容 以磷酸二氢钙为原料制备磷酸三钠,主要原理是先用纯碱分离钙离子(可用钙指示剂 检验分离是否完全) ,然后在滤液中加入烧碱,使继续反应制得产品,并进行检验。 (2)实验操作步骤 ①制备 Na3PO4 将发给的 3g Ca(H2PO4)2·H2O 放入 400mL 烧杯中,加入 100mL 水,搅拌使其溶解, 用台秤称取 3g 无水碳酸钠于 100mL 小烧杯中,加入 50mL 水,在煤气灯上加热溶解后, 将其加入到 Ca(H2PO4)2 溶液中,边滴加边搅拌,用广泛 pH 试纸检验溶液 pH 是否大于 8, (若不到可补加 Na2CO3) ,然后将溶液加热至沸,小火维持 5min~6min,并不断搅拌,使 CaCO3 沉淀陈化,用水浴盆冷却至室温,抽滤,奔去 CaCO3 沉淀,若滤液浑浊需要重新抽 滤。 将滤液加热至微佛后边搅拌边分次加入 5mL 40%NaOH 溶液,继续加热煮沸,浓缩体 积至 40mL~50mL 左右,再用水浴盆冷却至室温后,加入乙醇 30mL,促使白色晶体析出, 抽吸过滤,用 10mL 乙醇洗涤烧杯,一并抽滤,将产品磷酸三钠移到表面皿上称重。 ②产品检验 取适量 Na3PO4 于 250mL 锥形瓶中,加 80mL~100mL 水使之溶解,加百里酚酞指示
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剂 2~3 滴,用 HCl 标液滴定至溶液由蓝色变至无色,记录用去 HCl 标液体积 V1;接着加 入 1 滴甲基橙指示剂,继续用 HCl 标液滴至溶液为橙色,记录第二次滴定用去的体积 V2。 2+ 对 Na3PO4 中杂质 Ca 离子作定性检验,根据消耗 HCl 体积比(V1/V2) ,对制得的 Na3PO4 给予评价。 (3)实验记录及报告要求(略) (4)附录 ①Na3PO4 溶解度随温度变化很大,0℃为 1.5g/100g H2O,20℃为 11.08g/100g H2O, 100℃为 108g/100g H2O。 ②Ca(H2PO4)2 在水中极易水解,且随温度升高而加大。 2+ 2+ ③钙指示剂检验 Ca 离子原理是 pH=12~13 时指示剂水溶液为蓝色, Ca 形成红 与 色配合物。 ④甲基橙 pKa=3.4,百里酚酞 pKa=10.0。 ⑤摩尔质量:Na3PO4 163.94;Ca(H2PO4)2·H2O 252.05。

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参考答案( ) 参考答案(66)
1 B 2 D 3 C 4 B 5 D 6 B 7 B 8 2Ca5F(PO4)3+7H2SO4=3Ca(H2PO4)2+7CaSO4+2HF↑ 9 2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10CO↑ - + - - 10 0.010 3H2PO4 +3Ca2 +6OH =Ca3(PO4)2↓+PO43 +6H2O - + - 0.015 2H2PO4 +3Ca2 +4OH =Ca3(PO4)2↓+4H2O 11 (1)H3PO4 (2)2 5 (3)O、P

12 (1)P4O10

(2)①P4O10+2H2O=H4O4O12 ②P4O10+4H2O=2H4P2O7 ③P4O10+6H2O=4H3PO4 H2SO4>H2SO3>H3PO4,H2SO4 是强酸,H2SO3 和 H3PO4 为中强酸,查 K1 比较大小 (3)10SO3+P4=P4O10+10SO2 13 (1) 14 15 16 17 (2)H22P20O61 (3)

18 19

20 21 22 23 24 25

50mL 10g 942.2kg (1)20% (2)3mol/L (1)生成的沉淀为 CaHPO4 与 Ca3(PO4)2 的混和物,CaHPO4 0.1436 克 (2)V=0.025 升 + - - - (3)Ca2 +2H2PO4 +3OH =3H2O+CaHPO4+PO43 (1)n=4,m=3 (2)Ca(H2PO4)2·H2O (1)水体富营养化 (2)关系式:Na5P3O10~3H3PO4~3NaOH - n(Na5P3O10)=1/3×0.5mol/L×16.80mL=2.8×10 3mol - m(Na5P3O10)=2.8×10 3mol×368g/mol=1.03g w(Na5P3O10)=1.03/5.1×100%=20.2% B B、D D B 9H3PO4·H2O 9H3PO4·10H2O P4O10+4H2O=2H4P2O7
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26 为与两个 Ca2 的电荷数平衡,焦磷酸根的电荷数一定是-4。因此可以写出上面两个物 质的化学式分别为:Na4P2O7 和 Fe4(P2O7)3。 + 27 3AgNO3+2Na2HPO4=Ag3PO4↓+NaH2PO4+3NaNO3 (反应中出现 H 或 HNO3 者给一 半分) Ag3PO4+6NH3=[Ag(NH3)2]3PO4 28 次磷酸的结构式: 从乙酸与重水的氢交换可知,仅仅是-OH 基团上的氢可以交换。H3PO2 与 D2O 之间 可以发生氢交换,而 NaH2PO2 与 D 对不能发生红交换,说明 H3PO2 中仅有一个-OH 基团,由此可推知其结构式。 Ca5(PO4)3F+5H2SO4=5CaSO4+3H3PO4+HF Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF (1)不等同;因磷块岩加热后以α态存在,A 被水冷却,降温迅速,α态来不及转变 成β态,故主要以α态存在。自然冷却的 B 缓慢降温过程中,由α态转变为β态,故 不易被植物吸收。 (2)氟化物。 + - + (1)Mg2 +HPO42 +NH4 +H2O=NH4MgPO4↓+H2O - + - + - (2)①HPO42 +2Ag =Ag2HPO4↓ ②2HPO42 +3Ag =Ag3PO4↓+H2PO4 ;可利 用测定溶液的 pH 的改变来确定。若 pH 由弱碱性(Na2HPO4 溶液)变为中性,则沉淀 - 为 Ag2HPO4;若 pH 由弱碱性变为弱酸性(含 H2PO4 ) ,则沉淀为 Ag3PO4 (1)Ca3(PO4)2+3H2SO4 3CaSO4+2H3PO4 (2)Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO)4 (3)200 (1)PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl;NaH2PO4、Na2HPO4 (2)① ② +2H2O



29 30

31

32 33



+2H2O

(3)H3PO3+I2+H2O=H3PO4+2H++2I-;m 是 AgI,n 是 Ag3PO4 或 AgHPO4 - + 34 因 PO43 和 H 结合变得易溶;因磷酸铝、磷酸铁的溶解度更小。 - + + - (1)增大、增大,前者是 PO43 和 H 结合,后者是 Al3 和 OH 结合。 - 3+ (2)增大,因 Fe 和 OH 结合。 (3)Fe(Ⅲ)被还原为 Fe(Ⅱ) 。 35 (1)①C10H16O13N5P3 507g/mol ②7.52kJ 0.9mol ③B、D ④AMP+2 H3PO4→ATP+2H2O-61Kj (2)①C ②B ③磷脂双分子层 膜结构 36 (1)降低水中 Ca2+、Mg2+的浓度 (2)硬脂酸钠与 Ca2+、Mg2+反应,可生成不溶性的硬脂酸钙、硬脂酸镁。使用肥皂 洗衣时,若水的硬度较大,造成肥皂的浪费。同时生成的不溶性物质易附着在衣物上, 不易清洗干净。 (3)Hm+2PmO3m+1 n+2 (4)水质富营养化,水藻等大量繁殖,有机物转化为无机物时,消耗大量氧气,使水 中鱼类等大量死亡,水变脏变臭。
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(5)最简式为 C106H263O110N16P (6)C106H263O110N16P+138O2→106CO2+16HNO3+H3PO4+122H2O (7)169 天 37 (1) (2)H22P21O61 (3) (4)2Na2HPO4+NaH2PO4=Na3P3O10+2H2O (5)10.5 38 (1)4P+3O2=2P2O3 P2O3+3H2O=H3PO4 2H3PO3+AgNO3=Ag↓+NO↑+2H3PO4 (2) (3)H3PO3+2OH-=2H2O+HPO3 - 白磷 有关反应的化学方程式为:4P+5O2 2P2O5 P2O5+H2O(冷)=2HPO3(使 石蕊试液显浅红色) HPO3+H2O(热)=H3PO4(使石蕊试液显色更深) 第一支 试管:当 Ca(OH)2 不足时:2H3PO4+Ca(OH)2=Ca(H2PO4)2+2H2O(无浑浊) 当继 续滴人 Ca(OH)2 时:Ca(H2PO4)2+Ca(OH)2=2CaHPO4↓+2H2O(出现浑浊) 当 Ca(OH)2 过量时: 2CaHPO4+Ca(OH)2=Ca3(PO4)2↓+2H2O (白色沉淀) 第二支试管: 过量 H3PO4 与 Ca3(PO4)2 反应:Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2(沉淀消失) 5Ca8H2(PO4)6·5H2O=8Ca5(PO4)3(OH)+6H3PO4+17H2O (1)②多,因①中滤掉了 H3PO4 (2)56%转化 (NH4)3H4PMo12O42·H2O+26NaOH=12Na2MoO4+Na2HPO4+3NH3+17H2O NH3+ HCl=NH4Cl 计量关系 P2O5~(NH4)3H4PMo12O42·H2O~NaOH 1~2~46 P2O5%: - - - (1.026 mol·dm 3×0.04000 dm3-0.1022 mol·dm3×0.01520 dm 3)×142 g·mol 1 / (46×0.385 g)=0.317=31.7% ①偏酸与正酸相比每一个中心原子少一个水,但元素的氧化数相同;②焦酸与正酸相 比每一个中心原子少半个水;③次酸比亚酸的氧化数低一个;④单位过酸比酸的氧化 数高一个; ⑤正酸中水分子的个数与中心元素的原子个数相当。 分别举例为: ①HPO3; ②H4P2O7;③H3PO2;④HClO4;⑤H3PO4。 (1)6P+9KOCl+6KOH=K6P6O12+3H2O+9KCl (2)sp
3 2

2

39

40

41

42

43

π3

4

(3)K6P6O12+6HCl=H6P6O12+6KCl;H6P6O12+6H2O=6H3PO3 44 (1)nH3PO4=Hn+2PnO3n+1+(n-1)H2O;nH3PO4=(HPO3)n+nH2O

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(2)

(3)多磷酸根是一种强络合剂,能络合水中的 Ca 、Mg ,使洗衣粉不怕硬水,所 以多磷酸钠起到软化水的作用(软水剂) 。 (4)洗衣废水中含磷酸盐,在江河湖水中积累成“肥水” ,造成污染。 45 (1)Ca5(PO4)3F+5H2SO4=5CaSO4+3H3PO4+HF Ca5(PO4)3F+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF (2)SiO2+2Ca5(PO4)3F+H2O=3Ca3(PO4)2+CaSiO3+HF↑ (3)A 与 B 不等同,A 的肥效高于 B。因为晶型的转变是在微粒的不断运动中进行, 需要一定能量;α态在固体慢慢冷却过程中,通过微粒的运动逐渐变为β态。若采取 用水急冷的办法,水吸收大量热能,α态来不及转变为β态。 46 (1)2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C 6CaSiO3+P4+10CO ②生成 CaSiO3 放出一定的能 量使反应热△H 降低;CaSiO3 的熔点比 SiO2 低,成为熔融态浮在表面,对白磷有保护 作用 ? 4P(红磷) ;△H =-29kJ/mol (2)P4(白磷) (3)白磷为分子晶体,键角为 60°,P-P 键之间的张力较大,易断裂 47 用 HCl 滴定 Na3PO4 时,百里酚酞作指示剂,等当点的产物为 Na2HPO4;甲基橙作指示 剂,等当点的产物为 NaH2PO4。若 V1/V2>1,则产品含杂质 NaOH;V1/V2<1,产品 中含 Na2HPO4。

2+

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