Question

10．2014年7月1日起，国家卫计委决定禁止使用硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵等含铝元素的物质作为馒头、发糕等膨化食品添加剂．目前使用的无铝泡打粉的成分为小苏打、磷酸二氢钠、碳酸钙等．回答下列问题：
（1）长期食用含铝元素的食品，铝元素会在体内积累，造成毒害．有一泡打粉样品，判断是否含铝元素的实验方法是：取少量样品于试管中，加水溶解，向上层清液中滴加氢氧化钠溶液，有白色沉淀产生，再加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解，证明样品含铝元素．
（2）写出磷酸二氢钠在水中的电离方程式：NaH₂PO₄═Na⁺+H₂PO₄^-．
（3）磷酸二氢钠制备流程如下：
①写出磷酸二氢钙与硫酸钠溶液反应的离子方程式：Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O═CaSO₄•2H₂O↓
②操作a的名称为：过滤，固体c的成份为：碳酸钡、硫酸钡在进行操作a前需控制pH约4-5，若pH过高，得到的产物中可能有：Na₂HPO₄或Na₃PO₄（填化学式）
③实验时取46.8g磷酸二氢钙，最终得到59.3g NaH₂PO₄•2H₂O，该实验的产率是：75%．

Answer 1

分析 （1）泡打粉样品中铝元素主要以铝离子形式存，根据铝离子与强碱反应随着加入的碱的量不同产生的现象不同检验铝离子；
（2）磷酸二氢根是弱电解质，而磷酸二氢钠是强电解质，据此书写电离方程式；
（3）根据制备流程，磷酸二氢钙中加入硫酸钠，调节pH值在4～5，经过滤可得硫酸钙晶体和溶液a为磷酸二氢钠溶液和少量的硫酸根离子的混合溶液，加入过量的碳酸钡后，过滤可得固体C为碳酸钡和硫酸钡，溶液b为磷酸二氢钠溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得磷酸二氢钠晶体，
①磷酸二氢钙与硫酸钠溶液反应主要是硫酸根离子与钙离子结合生成溶解度较小的硫酸钙；
②根据上面的分析可知a的名称和c的成份，NaH₂PO₄在碱性较大的溶液中会转化成Na₂HPO₄或Na₃PO₄；
③根据磷元素守恒可计算得46.8g磷酸二氢钙理论上能产生NaH₂PO₄•2H₂O的质量为$\frac{46.8g}{234}×2×156$=62.4g，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：（1）泡打粉样品中铝元素主要以铝离子形式存，根据铝离子与强碱反应随着加入的碱的量不同产生的现象不同检验铝离子，所以操作方法为取少量样品于试管中，加水溶解，向上层清液中滴加氢氧化钠溶液，有白色沉淀产生，再加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解，证明样品含铝元素，
故答案为：取少量样品于试管中，加水溶解，向上层清液中滴加氢氧化钠溶液，有白色沉淀产生，再加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解，证明样品含铝元素；
（2）磷酸二氢根是弱电解质，而磷酸二氢钠是强电解质，其电离方程式为NaH₂PO₄═Na⁺+H₂PO₄^-，
故答案为：NaH₂PO₄═Na⁺+H₂PO₄^-；
（3）根据制备流程，磷酸二氢钙中加入硫酸钠，调节pH值在4～5，经过滤可得硫酸钙晶体和溶液a为磷酸二氢钠溶液和少量的硫酸根离子的混合溶液，加入过量的碳酸钡后，过滤可得固体C为碳酸钡和硫酸钡，溶液b为磷酸二氢钠溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得磷酸二氢钠晶体，
①磷酸二氢钙与硫酸钠溶液反应主要是硫酸根离子与钙离子结合生成溶解度较小的硫酸钙，反应的离子方程式为Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O═CaSO₄•2H₂O↓，
故答案为：Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O═CaSO₄•2H₂O↓；
②根据上面的分析可知a的名称为过滤，c的成份为碳酸钡、硫酸钡，若pH过高，NaH₂PO₄会转化成Na₂HPO₄或Na₃PO₄，
故答案为：过滤； 碳酸钡、硫酸钡；Na₂HPO₄或Na₃PO₄；
③根据磷元素守恒可计算得46.8g磷酸二氢钙理论上能产生NaH₂PO₄•2H₂O的质量为$\frac{46.8g}{234}×2×156$=62.4g，所以产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{46.8g}{62.4g}$×100%=75%，
故答案为：75%．

点评 本题通过铝元素的检验及工业上制备磷酸二氢钠的常用方法，充分考查了实验分析及实验操作知识、部分元素化合物知识等，本题难度中等．