Question

【题目】用硫酸分解磷尾矿[主要成份为Ca5(PO4)3F]可制得中强酸磷酸H3PO4。请回答：

（1）Na2HPO4溶液呈碱性，则在该溶液中c(H2PO4－)_____c(PO43－)（填“>”、“<”、“＝”），向Na2HPO4溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液显酸性，溶液显酸性的原因是(从电离平衡移动角度分析)：________________________。

（2）Ca5(PO4)3F(s) +OH－(aq)Ca5(PO4)3(OH) (s)+F－，该温度下，溶液中c(F－)随溶液的pH和温度（T）的变化曲线如图所示。

则：适当______温度有利于磷尾矿转化为羟基磷灰石（填“升高”、“降低”）；pH1___pH2（填“>”、“<”、“＝”）；A、B两点的溶液中F—的速率v(A)____v(B)（填“>”、 “<”、“＝”）；

（3）已知：25℃时，H3PO4的电离平衡常数：K1＝7.52×10－3；K2＝6.23×10－8；K3＝6.23×10－13，则：H3PO4(aq)+OH－(aq)H2PO4－(aq)+H2O (l)的平衡常数K=____________。

Answer 1

【答案】 ＞ Na2HPO4溶液中存在电离平衡HPO42－ H++PO43－，加入CaCl2溶液后的Ca2＋与PO43－结合生成Ca3(PO4)2沉淀，促使Na2HPO4电离平衡向右移动，H+浓度增大溶液显酸性 升高 ＜ ＞ 7.52×1011L/mol

【解析】（1）Na2HPO4溶液呈碱性，说明HPO42-电离程度小于水解程度，所以c(H2PO4－) ＞c(PO43－)；向Na2HPO4溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液显酸性，Na2HPO4溶液中存在电离平衡HPO42－ H++PO43－，加入CaCl2溶液后的Ca2＋与PO43－结合生成Ca3(PO4)2沉淀，促使Na2HPO4电离平衡向右移动，H+浓度增大溶液显酸性；（2）根据溶液中c(F－)随溶液的pH和温度（T）的变化曲线可知，升高温度c(F－)增大，反应Ca5(PO4)3F(s) +OH－(aq)Ca5(PO4)3(OH) (s)+F－(aq)正向移动，故适当升高温度有利于磷尾矿转化为羟基磷灰石；相同温度下，pH增大，c(OH－)增大，平衡Ca5(PO4)3F(s) +OH－(aq)Ca5(PO4)3(OH) (s)+F－(aq)正向移动，c(F－)越大，故pH1＜pH2；温度越高，化学反应速率越大，A、B两点的温度A大于B，溶液中F—的速率v(A) ＞v(B)；（3）H3PO4(aq)+OH－(aq)H2PO4－(aq)+H2O (l)的平衡常数K=====7.52×1011L/mol。