题目内容

2．磷及部分重要化合物的相互转化如图所示．
（1）不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为0.05mol．
（2）步骤Ⅲ中，反应物的比例不同可获得不同的产物，除Ca3（PO4）2外可能的产物还有Ca （H2PO4）2、CaHPO4．

磷灰石是生产磷肥的原料，它的组成可以看作是Ca3（PO4）2、CaF2、CaSO4、CaCO3、SiO2的混合物，部分元素的分析结果如下（各元素均以氧化物形式表示）：
成分CaOP2O5SO3CO2
质量分数（%）47.3028.403.506.10
（3）磷灰石中，碳元素的质量分数为1.66%%（保留两位小数）．
（4）取100g磷灰石粉末，加入足量的浓硫酸，并加热，钙元素全部以CaSO4的形式存在，可以得到CaSO4114.87g（保留两位小数）．
（5）取m g 磷灰石粉末，用50.00mL混酸溶液（磷酸为0.5mol/L、硫酸为0.1mol/L）与其反应，结果Ca、S、P元素全部以CaSO4和Ca（H2PO4）2的形式存在，求m的值．

分析 （1）依据氧化还原反应中铜元素、磷元素化合价变化计算；
（2）磷酸为三元酸与氢氧化钙反应，依据磷酸与氢氧化钙量不同，得到的产物可能是：Ca3（PO4）2、CaHPO4、Ca（H2PO4）2；
（3）磷灰石中碳元素的质量分数=二氧化碳质量分数×二氧化碳中碳元素质量分数；
（4）根据钙元素守恒计算；
（5）用m表示出磷灰石中Ca、S、P元素物质的量，计算出磷酸中P元素物质的量、硫酸中S元素物质的量，结合化学式可知n（Ca）=n（S）+$\frac{1}{2}$n（P），据此列方程解答．

解答 解：（1）Cu元素的化合价由+2价降低到+1价，CuSO4是氧化剂，P4部分磷元素由0价降低到-3价，部分磷元素由0价升高到+5价，磷元素的化合价既升高又降低，所以P4既是氧化剂又是还原剂，若有11molP4参加反应，其中5mol的P4做氧化剂，60mol硫酸铜做氧化剂，只有6mol的P4做还原剂，则由电子守恒可知，有1 mol的CuSO4参加反应，则被硫酸铜氧化的白磷分子的物质的量为n则：n×4（5-0）=1mol×（2-1），解得n=0.05mol；
故答案为：0.05mol
（2）磷酸为三元酸与氢氧化钙反应，依据磷酸与氢氧化钙量不同，得到的产物可能是：Ca3（PO4）2、CaHPO4、Ca（H2PO4）2；
故答案为：CaHPO4、Ca（H2PO4）2；
（1）磷灰石中碳元素的质量分数=6.10%×$\frac{12}{44}$=1.66%，故答案为：1.66%；
（2）100g磷灰石粉末中Ca元素质量=100g×47.3%×$\frac{40}{56}$，钙元素全部以CaSO4的形式存在，根据Ca元素守恒可知，可以得到CaSO4的质量=$\frac{100g×47.3%×\frac{40}{56}}{\frac{40}{136}}$=114.87g，
故答案为：114.87；
（3）mg磷灰石中Ca元素物质的量=mg×47.3%÷56g/mol=0.00845m mol，S元素物质的量=mg×3.5%÷80g/mol=0.00044m mol，P元素物质的量=mg×28.4%×$\frac{62}{142}$÷31g/mol=0.004m mol，
磷酸中P元素物质的量=0.05L×0.5mol/L=0.025mol，硫酸中S元素质量=0.05L×0.1mol/L=0.005mol，
由化学式可知，n（Ca）=n（S）+$\frac{1}{2}$n（P），故0.00845m=（0.00044m+0.005）+（0.004m+0.025）×$\frac{1}{2}$，
解得m=2.91，
答：m的值为2.91．

点评 本题考查质量分数计算、混合物计算等，利用守恒进行计算，关键明确Ca元素没有全部利用，P元素全部利用，题目计算量很大，题目难度较大．

练习册系列答案
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