题目内容
15．磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3（PO4）2等形式存在．它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用．（1）白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在电炉中高温（～1550℃）下通过下面三个反应共熔得到．
①4Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═12CaO（s）+2P4（s）+10CO2（g）△H1=+Q1kJ•mol-1
②CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2=-Q2 kJ•mol-1
③CO2（g）+C（s）═2CO（g）△H3=+Q3kJ•mol-1
已知：CaSiO3的熔点（1546℃）比SiO2低．
写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式2Ca3（PO4）2+6SiO2+10C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6CaSiO3+P4+10CO．
（2）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中歧化得到一种次磷酸盐（KH2PO2）和一种气体PH3（写化学式）．
（3）磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得．工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4，通常将pH控制在2.1～7.2之间 （已知磷酸的各级电离常数为：K1=7.1×10-3K2=6.3×10-8K3=4.2×10-13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg4.2≈0.6）．Na2HPO4 溶液显碱性，若向其溶液中加入足量的CaCl2 溶液，溶液则显酸性，其原因是3Ca2++2HPO4-=Ca3（PO4 ）2↓+2H+ （用离子方程式表示）．
（4）白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：11P 4+60CuSO4+96H2O═20Cu3P+24H3PO4+60H2SO460molCuSO4能氧化白磷的物质的量是3mol．
分析 （1）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需化学方程式；
（2）歧化反应磷元素升高为次磷酸盐，磷元素化合价为+1价，降低的只能为负价，则为氢化物；
（3）H3PO4?H++H2PO4-K1=7.1×10-3；H2PO4-?H++HPO42-K2=6.3×10-8；HPO42-?H++HPO43-K3=4.2×10-13；上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用；为获得尽可能纯的NaH2PO4，需H2PO4-浓度最大，根据K1、K2、以及pH=-lgc（H+）计算；
若向Na2HPO4溶液中加入足量的CaCl2溶液，HPO42-离子和Ca2+离子反应生成沉淀，促进HPO42-的电离，溶液显示酸性；
（4）Cu元素的化合价由+2价降低到+1价，CuSO4是氧化剂，P4部分磷元素由0价降低到-3价，部分磷元素由0价升高到+5价，磷元素的化合价既升高又降低，所以P4既是氧化剂又是还原剂，若有11molP4参加反应，其中5mol的P4做氧化剂，60mol硫酸铜做氧化剂，只有6mol的P4做还原剂，结合电子守恒来解答．
解答 解：（1）①4Ca3（PO4）2（s）+10C（s）=12CaO（s）+2P4（s）+10CO2（g）△H1=+Q1kJ•mol-1
②CaO（s）+SiO2（s）=CaSiO3（s）△H2=-Q2 kJ•mol-1
③CO2（g）+C（s）=2CO（g）△H3=+Q3kJ•mol-1
依据热化学方程式和盖斯定律计算得到①×$\frac{1}{2}$+③+②×6得到化学方程式为：2Ca3（PO4）2+6SiO2+10C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6CaSiO3+P4+10CO，
故答案为：2Ca3（PO4）2+6SiO2+10C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6CaSiO3+P4+10CO；
（2）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐（KH2PO2）和一种气体，歧化反应磷元素升高为次磷酸盐，磷元素化合价为+1价，降低的只能为负价，则为氢化物PH3；
故答案为：PH3；
（3）为获得尽可能纯的NaH2PO4，需配制磷酸、磷酸二氢钠的缓冲溶液，当溶液全部为磷酸溶液时，磷酸以第一步电离为主，所以H3PO4?H++H2PO4-K1=7.1×10-3；PH=-lgc（H+）=3-lg7.1≈2.1，当溶液全部为NaH2PO4溶液时，H2PO4-?H++HPO42-K2=6.3×10-8，所以pH=-lgc（H+）=8-lg6.3≈7.2，
所以pH应控制介于2.1～7.2之间，HPO42-离子既能发生电离又能发生水解，电离反应式为HPO42-?PO43-+H+，水解反应式为HPO42-+H2O?H2PO4-+OH-，溶液呈碱性，说明水解程度大于电离程度；由于HPO42-离子和Ca2+离子反应生成沉淀：3Ca2++2HPO42-═Ca3（PO4）2↓+2H+，促进HPO42-的电离，溶液则显酸性；
故答案为：2.1～7.2；3Ca2++2HPO4-=Ca3（PO4 ）2↓+2H+；
（4）Cu元素的化合价由+2价降低到+1价，CuSO4是氧化剂，P4部分磷元素由0价降低到-3价，部分磷元素由0价升高到+5价，磷元素的化合价既升高又降低，所以P4既是氧化剂又是还原剂，若有11molP4参加反应，其中5mol的P4做氧化剂，60mol硫酸铜做氧化剂，只有6mol的P4做还原剂，
则由电子守恒可知，有60mol的CuSO4参加反应，60molCuSO4得到60mol电子，1molP4参加反应失去20mol电子，所以60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是$\frac{60}{20}$=3mol，
故答案为：3mol．
点评 本题考查酸碱混合的定性判断和计算、盖斯定律的应用、氧化还原反应电子转移计算、离子方程式的书写等，题目涉及的知识点较多，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等．
阅读快车系列答案
我国女药学家屠呦呦作为抗疟新药青蒿素的第一发明人荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖．青蒿素的结构如图所示，下列关于青蒿素的说法错误的是（ ）| A． | 青蒿素的化学式为C15H22O5 | |
| B． | 青蒿素的同分异构体可能有芳香族化合物 | |
| C． | 青蒿素可与NaOH溶液发生水解反应 | |
| D． | 青蒿素可用蒸馏水从植物提取 |
| A． | 不慎打翻燃着的酒精灯，立即用湿抹布盖灭 | |
| B． | 实验室制取氯气如果有尾气处理装置，可不用在通风橱中进行 | |
| C． | 给盛有液体的试管加热时，要不断移动试管或加入碎瓷片 | |
| D． | 浓碱液滴在皮肤上，立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液 |
| A． | 回收废旧电池 | |
| B． | 加强控制燃放烟花爆竹法规 | |
| C． | 停止使用含铅汽油 | |
| D． | 将工厂烟囱加高，减少周围大气污染 |
亚氯酸钠是一种高效氧化剂、漂白剂，主要用于棉纺、纸浆等漂白，亚氯酸钠（NaClO2）在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO${\;}_{2}^{-}$、Cl-等，其中HClO2和ClO2都具有漂白作用，但ClO2是有毒气体．经测定，25℃时各组分含量随pH变化情况如图所示（Cl-没有画出）．则下列分析错误的是（ ）| A． | 亚氯酸钠在碱性条件下较稳定 | |
| B． | 25℃时，HClO2的电离平衡常数的数约为Ka=10-6 | |
| C． | 25℃时，同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合（忽略Cl-），则混合溶液中有c（HClO2）+2c（H+）═c（ClO${\;}_{2}^{-}$）+2c（OH-） | |
| D． | 使用该漂白剂的最佳pH为3 |
如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图．该电池的反应式为：LiMnO2+C6$?_{放电}^{充电}$Li1-xMnO2+LixC6（LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料），下列有关说法正确的是（ ）
| A． | K与N相接时，A极为负极，该电极反应式为：LixC6-xeˉ=C6+xLi+ | |
| B． | 该电池的比能量与用单质锂作电极的锂电池的比能量相同 | |
| C． | K与M相接时，A极发生氧化反应，LiMnO2-xeˉ=Li1-xMnO2+xLi+ | |
| D． | K与N相接时，Li+由A极区迁移到B极区 |
，其所含官能团名称为羟基．
．
，
，
，
．
⑤
．
．
D．
e．
…
或
（只需答出一例的结构简式）．