Question

【题目】PCl3和PCl5能发生如下水解反应：PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl；PCl5+4H2O→H3PO4+5HCl，现将一定量的PCl3和PCl5混合物溶于足量水中，在加热条件下缓缓通入0.020molO2，恰好将H3PO3氧化为H3PO4。往反应后的溶液中加入15.725gCa(OH)2，充分反应后磷元素全部转化为Ca3(PO4)2沉淀，过滤后得到2.5L滤液，测得pH为12。计算：

(1)Ca3(PO4)2（已知式量310）沉淀的质量____________；

(2)滤液中溶质的物质的量浓度__________________。

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元素失电子，氧元素得电子，设PCl3的物质的量是zmol，由得失电子守恒知：0.020mol×2(2-0)=z(5-3)mol，解得n(PCl3)=0.04mol。过滤后得到2.5L滤液，测得pH为12，即溶液中c(OH-)=0.01mol/L，所以过量n[Ca(OH)2]=0.0125mol，反应掉0.2mol，根据PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl可知0.04molPCl3和水反应会生成0.04molH3PO3、0.12molHCl，需Ca(OH)2，被氧化后生成Ca3(PO4)2的物质量为0.02mol；设PCl5为xmol，根据PCl5+4H2O→H3PO4+5HCl可知生成xmolH3PO4，5xmolHCl，需Ca(OH)2，则4xmol=0.2mol-0.12mol，x=0.02mol，0.02mol PCl5溶于水最终转化为Ca3(PO4)2的物质的量为0.01mol，则Ca3(PO4)2的总物质的量为0.02mol+0.01mol=0.03mol，质量为0.03mol ×310g/mol=9.3g；
(2)滤液中溶质为过量的Ca(OH)2和反应生成的CaCl2，过量n[Ca(OH)2]=0.0125mol，c[Ca(OH)2]==0.005mol/L，反应生成的n(CaCl2)=0.2125mol-0.125mol-0.03mol×3=0.11mol，所以c[CaCl2]==0.044mol/L。