Question

14．磷的重要化合物NaH₂PO₄、Na₂HPO₄和Na₃PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH 的关系如图所示．
（1）为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制在4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可）；
（2）pH由6增大至8过程中，发生的主要离子反应方程式为H₂PO₄^-+OH^-=HPO₄²
（3）pH=8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为c（HPO₄^2-）＞c（H₂PO₄^-）
（4）Na₂HPO₄溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是 （用离子方程式表示）3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺；
（5）测得H₃PO₄与NaOH反应后的混合液pH=12时，计算参加反应的H₃PO₄与NaOH的物质的量之比为2：5．

Answer 1

分析 （1）根据为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制从图表中找出H₂PO₄^-分布分数最大值所在区间；
（2）pH由6增大至8过程中HPO₄^2-增多，所以是溶液中的H₂PO₄^-和氢氧根离子发生反应；
（3）溶液中主要含磷物种浓度大小关系可由图表得出；
（4）若向Na₂HPO₄溶液中加入足量的CaCl₂溶液，HPO₄^2-离子和Ca²⁺离子反应生成沉淀，促进HPO₄^2-的电离，溶液显示酸性；
（5）根据图象可知，pH=12 时Na₂HPO₄和Na₃PO₄的物质的量几乎相等，结合质量守恒定律判断参加反应的H₃PO₄与NaOH的物质的量之比．

解答 解：（1）为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制从图表中找出H₂PO₄^-分布分数最大值所在区间，即4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可），
故答案为：4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可）；
（2）根据图象可知，pH从6到8的过程中H₂PO₄^-减小、HPO₄^2-增多，应该为H₂PO₄^-和氢氧根离子发生反应，反应的离子方程式为：H₂PO₄^-+OH^-=HPO₄^2-，
故答案为：H₂PO₄^-+OH^-=HPO₄²；
（3）溶液中主要含磷物种浓：度大小关系可由图表得出c（HPO₄^2-）＞c（H₂PO₄^-），
故答案为：c（HPO₄^2-）＞c（H₂PO₄^-）；
（4）HPO₄^2-离子既能发生电离又能发生水解，电离反应式为HPO₄^2-?PO₄^3-+H⁺，水解反应式为HPO₄^2-+H₂O?H₂PO₄^-+OH^-，溶液呈碱性，说明水解程度大于电离程度；
由于HPO₄^2-离子和Ca²⁺离子反应生成沉淀：3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺，促进HPO₄^2-的电离，溶液则显酸性，
故答案为：3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺；
（5）几乎图象曲线变化可知，pH=12时Na₂HPO₄和Na₃PO₄的物质的量几乎相等，根据质量守恒，设Na₂HPO₄和Na₃PO₄的物质的量物质的量为n，则需要消耗H₃PO₄2nmol，消耗NaOH的物质的量为5nmol，则参加反应的H₃PO₄与NaOH的物质的量之比为：2nmol：5nmol=2：5，
故答案为：2：5．

点评 本题考查离子浓度大小比较、酸碱混合的定性判断和计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型和高频考点，他们的浓重的，注意把握图象所给信息，为解答该题的关键．