Question

7．三聚磷酸钠（Na₅P₃O₁₀）是一种优良的洗涤剂添加剂．工业制备流程如下：

（1）燃磷时，必须通入足量的空气，其目的是使白磷充分氧化，燃烧水化塔中发生反应的化学方程式为P₄+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄．
（2）中和釜中发生反应的离子方程式为6H₃PO₄+5CO₃^2-=4HPO₄^2-+2H₂PO₄^-+5CO₂↑+5H₂O．高温下在聚合炉中发生反应的化学方程式为2Na₂HPO₄+NaH₂PO₄=Na₅P₃O₁₀+2H₂O．
（3）该生产工艺对含磷废液及废气经处理后再排放，其目的是防止磷资源流失及防止含磷废水引发水体富营养化．根据流程图，如何利用中和釜中排放出CO₂？通入“尾气碱洗塔”吸收生成碳酸钠，从而循环使用
（4）测定某洗涤剂中Na₅P₃O₁₀的含量可用间接滴定法：

若滴定至终点时，消耗标准溶液VmL，则质量分数w（Na₅P₃O₁₀）=$\frac{368cV}{30m}%$（用含m、c、V的代数式表示）．

Answer 1

分析 白磷、空气、水蒸气进入燃磷水化塔发生反应生成磷酸进入酸槽，冷凝器中冷凝得到酸进入酸槽，尾气进入尾气碱洗塔吸收酸性气体二氧化碳生成碳酸钠循环使用，剩余尾气放空，得到磷酸进入中和釜加入纯碱和水发生反应生成磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合溶液进入聚合炉得到Na₅P₃O₁₀，尾气洗涤塔气进入尾气洗涤塔后放空，
（1）燃磷时，必须通入足量的空气，保证磷燃烧充分生成五氧化二磷，燃磷水化塔中五氧化二磷和水反应生成磷酸；
（2）中和釜中发生反应是磷酸和碳酸钠反应生成磷酸氢二钠和磷酸二氢钠，二者按照2：1生成，同时生成二氧化碳和水，高温下在聚合炉中发生反应是磷酸氢二钠和磷酸二氢钠按照2：1聚合为Na₅P₃O₁₀；
（3）该生产工艺对含磷废液及废气经处理后再排放是防止磷资源流失污染水体和环境，中和釜中排放出CO₂通入“尾气碱洗塔”吸收生成碳酸钠，从而循环使用；
（4）样品溶于硝酸得到磷酸，加入利用氢氧化钠溶液调节溶液PH=3～4得到NaH₂PO₄，滴入cmol/L的NaOH溶液滴定反应得到Na₂HPO₄，消耗标准溶液VmL，依据磷元素守恒计算．

解答 解：白磷、空气、水蒸气进入燃磷水化塔发生反应生成磷酸进入酸槽，冷凝器中冷凝得到酸进入酸槽，尾气进入尾气碱洗塔吸收酸性气体二氧化碳生成碳酸钠循环使用，剩余尾气放空，得到磷酸进入中和釜加入纯碱和水发生反应生成磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的混合溶液进入聚合炉得到Na₅P₃O₁₀，尾气洗涤塔气进入尾气洗涤塔后放空，
（1）燃磷时，必须通入足量的空气，保证磷燃烧充分生成五氧化二磷，燃磷水化塔中五氧化二磷和水反应生成磷酸，反应的化学方程式为：P₄+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄，
故答案为：使白磷充分氧化；P₄+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄；
（2）中和釜中发生反应是磷酸和碳酸钠反应生成磷酸氢二钠和磷酸二氢钠，二者按照2：1生成，同时生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：6H₃PO₄+5CO₃^2-=4HPO₄^2-+2H₂PO₄^-+5CO₂↑+5H₂O，高温下在聚合炉中发生反应是磷酸氢二钠和磷酸二氢钠按照2：1聚合为Na₅P₃O₁₀，反应的化学方程式为：2Na₂HPO₄+NaH₂PO₄=Na₅P₃O₁₀+2H₂O，
故答案为：6H₃PO₄+5CO₃^2-=4HPO₄^2-+2H₂PO₄^-+5CO₂↑+5H₂O；2Na₂HPO₄+NaH₂PO₄=Na₅P₃O₁₀+2H₂O；
（3）该生产工艺对含磷废液及废气经处理后再排放是防止磷资源流失污染水体和环境，含磷废水引发水体富营养化，中和釜中排放出CO₂通入“尾气碱洗塔”吸收生成碳酸钠，从而循环使用，该生产工艺对含磷废液及废气经处理后再排放，其目的是防止磷资源流失及防止含磷废水引发水体富营养化，排放出CO₂通入“尾气碱洗塔”吸收生成碳酸钠，从而循环使用，
故答案为：防止磷资源流失及防止含磷废水引发水体富营养化；通入“尾气碱洗塔”吸收生成碳酸钠，从而循环使用；
（4）样品溶于硝酸得到磷酸，加入利用氢氧化钠溶液调节溶液PH=3～4得到NaH₂PO₄，滴入cmol/L的NaOH溶液滴定反应得到Na₂HPO₄，消耗标准溶液VmL，依据磷元素守恒计算，Na₅P₃O₁₀=～3H₃PO₄～3NaH₂PO₄～3Na₂HPO₄～3NaOH
            1                                    3
            n                                  cmol/L×V×10^-3L
n=$\frac{cV×1{0}^{-3}}{3}$mol
则质量分数w（Na₅P₃O₁₀）=$\frac{\frac{cV×1{0}^{-3}}{3}×368g/mol}{mg}$×100%=$\frac{368cV}{30m}%$，
故答案为：$\frac{368cV}{30m}%$．

点评 本题考查了物质制备的方案分析，生产流程的理解应用，主要是题干信息的理解分析，化学方程式书写和含量计算是解题关键，题目难度中等．