Question

6．氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途．回答下列问题：
（1）直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的，常用于制取阻燃剂聚磷酸铵．
①写出磷酸主要的电离方程式H₃PO₄ H₂PO₄^-+H⁺．
②直链低聚磷酸铵的化学式可表示为（NH₄）_（n+2）P_nO_x，则x=3n+1（用n表示）．
（2）在碱性条件下，次磷酸盐可用于化学镀银，完成其反应的离子方程式：
□H₂PO₂^-+□Ag⁺+□6OH^-=□PO₄^3-+□Ag+□4H₂O
（3）由工业白磷（含少量砷、铁、镁等）制备高纯白磷（熔点44℃，沸点280℃），主要生产流程如图1：
①除砷过程在75℃下进行，其合理的原因是cd（填字母）．
a．使白磷熔化，并溶于水           b．降低白磷的毒性
c．温度不宜过高，防止硝酸分解    d．适当提高温度，加快化学反应速率
②硝酸氧化除砷时被还原为NO，氧化相同质量的砷．当转化为亚砷酸的量越多，消耗硝酸的量越少（填“多”或“少”）．
③某条件下，用一定量的硝酸处理一定量的工业白磷，砷的脱除率及磷的产率随硝酸质量分数的变化如图2，砷的脱除率从a点到b点降低的原因是硝酸浓度大，氧化性强，有较多的硝酸用于氧化白磷，脱砷率低．
（4）银氨溶液中存在平衡：Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）该反应平衡常数的表达式K=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$，已知某温度下，K=1.10×10⁷，K_sp[AgCl]=1.45×10^-10，计算得到可逆反应AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq）的化学平衡常数K=1.6×10^-3（保留2位有效数字），1L lmol/L氨水中最多可以溶解AgCl0.04mol（保留1位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）①磷酸属于弱电解质，第一步电离为主；
②根据化合价代数和为0计算；
（2）P元素化合价由+1价升高为+5价，共升高4价，而Ag元素由+1价降低为0甲，共降低1价，化合价升降最小公倍数为4，故H₂PO₂^-、HPO₄^3-的系数为1，Ag⁺、Ag的系数为4，碱性条件下进行反应，结合电荷守恒可知反应物中缺项为OH^-，由元素守恒可知生成物中缺项为H₂O，结合电荷守恒、原子守恒配平；
（3）①白磷不溶于水，熔化不能改变其毒性，提高温度可以加快反应速率，但温度过高，硝酸会分解；
②氧化相同质量的砷，转化为亚砷酸的量越多，转移电子数目越小，消耗硝酸越少；
③硝酸浓度大，氧化性强，有较多的硝酸用于氧化白磷；
（4）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出；
Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）与AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），故该反应平衡时为前两者平衡常数之积；
计算溶解xmolAgCl，则Ag（NH₃）₂⁺为xmol/L，Cl^-为xmol/L，溶液中NH₃（aq）为（1-2x）mol/L，结合平衡常数计算解答．

解答 解：（1）①磷酸属于弱电解质，第一步电离为主，磷酸主要的电离方程式：H₃PO₄ H₂PO₄^-+H⁺，
故答案为：H₃PO₄ H₂PO₄^-+H⁺；
②根据化合价代数和为0，则（n+2）+5n-2x=0，故x=3n+1，
（2）P元素化合价由+1价升高为+5价，共升高4价，而Ag元素由+1价降低为0甲，共降低1价，化合价升降最小公倍数为4，故H₂PO₂^-、HPO₄^3-的系数为1，Ag⁺、Ag的系数为4，碱性条件下进行反应，结合电荷守恒可知反应物中缺项为OH^-，由元素守恒可知生成物中缺项为H₂O，平衡后方程式为：1H₂PO₂^-+4Ag⁺+6OH^-=1PO₄^3-+4Ag+4H₂O，
故答案为：1H₂PO₂^-+4Ag⁺+6OH^-=1PO₄^3-+4Ag+4H₂O；
（3）①a．白磷不溶于水，故a错误；
b．熔化不能改变其毒性，故b错误；
c．温度过高，硝酸会分解，需要控制合适的温度，故c正确；
d．提高温度可以加快反应速率，故d正确．
故选：cd；
②氧化相同质量的砷，转化为亚砷酸的量越多，转移电子数目越小，消耗硝酸越少，
故答案为：少；
③硝酸浓度大，氧化性强，有较多的硝酸用于氧化白磷，脱砷率低，
故答案为：硝酸浓度大，氧化性强，有较多的硝酸用于氧化白磷，脱砷率低；
（4）Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）的平衡常数的表达式K=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$，
Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）与AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），平衡常数表达式K=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}×c（C{l}^{-}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$×c（Ag⁺）×c（Cl^-）=1.10×10⁷×1.45×10^-10=1.6×10^-3，
计算溶解xmolAgCl，则Ag（NH₃）₂⁺为xmol/L，Cl^-为xmol/L，溶液中NH₃（aq）为（1-2x）mol/L，故
$\frac{x×x}{（1-2x）^{2}}$=1.6×10^-3，解得x=0.04，
故答案为：$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$；1.6×10^-3；0.04．

点评 本题考查物质制备工艺流程、氧化还原反应配平、平衡常数有关计算、电离方程式书写等，属于拼合型题目，侧重考查学生分析计算能力、知识迁移运用能力．