Question

磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性．医药工业利用共沉淀原理，通过控制Ca与P物质的量比

n(Ca)

n(P)

制备相应产品[Ca₅（PO₄）₃OH和Ca₃（PO₄）₂的

n(Ca)

n(P)

分别为1.67和15]流程如图：（注：Ca₅（PO₄）₃OH和Ca₃（PO₄）₂和CaHPO₄均难溶于水；Ca（H₂ PO₄）₂溶液pH＜7）

下表为

n(Ca)

n(P)

=1.5时，不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果：

PH值	6.8	7.2	8.0	9.0	10.0
产率（%）	92.6	95.3	96.7	94.6	95.6
N(Ca) n(P)	1.51	1.50	1.51	1.52	1.52

（1）流程中强调“滴加速度100mL/45min的作用是

 

．流程中调pH选氨水，不选生石灰或石灰乳的理由是

 

．
（2）从表中数据分析生成Ca₃（PO₄）₂时，“pH=x”中的x的最佳取值为

 

，滤饼的化学成分Ca₅（PO₄）₃OH、Ca₃（PO₄）₂和CaHPO₄和

 

．
（3）酸性条件下产率偏低的原因是

 

．
（4）“高温煅烧”滤饼，化学反应方程式为

 

．
（5）下图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线，依据图上信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L，pH=10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：实验设计题

分析：（1）滴加速度较慢，可以使混合物充分接触；根据对

n(Ca)

n(P)

的影响分析；
（2）根据

n(Ca)

n(P)

的值，及产率综合分析；根据反应物判断滤饼的化学成分；
（3）酸性条件下易生成可溶性的Ca（H₂PO₄）₂；
（4）高温下，CaHPO₄与CaCO₃反应生成Ca₃（PO₄）₂；
（5）根据图可知pH=10.0条件下，磷的沉淀率为80%，根据v=

△c

t

计算．

解答： 解：（1）滴加速度较慢，可以使混合物充分接触，所以滴加速度100mL/45min的作用是使反应物充分接触；流程中调pH选氨水，不选生石灰或石灰乳，是因为生石灰或石灰乳能增大钙离子的浓度，会改变

n(Ca)

n(P)

；
故答案为：使反应物充分接触；若选择生石灰或石灰乳调节PH会改变

n(Ca)

n(P)

；
（2）当PH=7.2，

n(Ca)

n(P)

=1.5时，Ca与P恰好为3：2，符合Ca₃（PO₄）₂中Ca与P的比例，此时产率较高，所以选择PH=7.2；已知反应物为（NH₄）₂HPO₄、NH₄HCO₃、Ca（NO₃）₂，所以滤饼的化学成分为Ca₅（PO₄）₃OH、Ca₃（PO₄）₂、CaHPO₄和CaCO₃，
故答案为：7.2；CaCO₃；
（3）酸性条件下易生成可溶性的Ca（H₂PO₄）₂，造成钙、磷的流失；故答案为：酸性条件下，容易造成钙的流失；
（4）高温下，CaHPO₄与CaCO₃反应生成Ca₃（PO₄）₂，其反应的方程式为：2CaHPO₄+CaCO₃

高温  .

Ca₃（PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
故答案为：2CaHPO₄+CaCO₃

高温  .

Ca₃（PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
（5）根据图可知pH=10.0条件下，磷的沉淀率为80%，磷的初始浓度为0.70mmol/L，则反应的量为0.70mmol/L×80%=0.56mmol/L，
则v=

△c

t

=

0.56mmol/L

10min

=0.056mmol/（L?min）；
故答案为：0.056mmol/（L?min）．

点评：本题考查了钙磷形成化合物的性质，涉及物质的制备、反应速率的计算、方程式的书写等，题目难度中等，注意对表格数据及图象的分析利用．