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/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]流程如下：

(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：

（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）如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

（1）使反应物充分接触(2分)  若选择生石灰或石灰乳调节pH会改变n(Ca)/n(P)(2分)
（2）7.2(2分)   CaCO₃(2分)
（3）酸性条件下，容易造成钙的流失。(或“酸性条件下，容易造成钙磷流失。”
或“酸性条件下，难溶产物易溶解转化为易溶物质造成钙磷流失”)
或“酸性条件下，Ca₅(PO₄)₃OH和Ca₃(PO₄)₂和CaHPO₄等易转化为可溶的Ca(H₂PO₄)₂，造成钙磷流失”) (2分)
（4）2 CaHPO₄+CaCO₃ Ca₃(PO₄)₂+H₂O+CO₂↑ 或Ca₅(PO₄)₃OH+CaHPO₄2 Ca₃(PO₄)₂+H₂O(2分)
（5）0.056mmol?L^—1?min^—1或5.6×10^—5mol/(L?min)等合理表述(3分)

试题分析：（1）强力搅拌是为了溶液混合均匀，滴加速度也是为了使使反应物充分接触；氨水既不含钙，也不含磷，不会会改变n(Ca)/n(P)；含钙生石灰、石灰乳调节pH时能改变n(Ca)/n(P)；（2）n(Ca)/n(P)=1.50时，pH=7.2；碱性条件下NH₄HCO₃电离出的CO₃^2—与Ca²⁺反应，生成CaCO₃沉淀；（3）酸性条件下，Ca₅(PO₄)₃OH和Ca₃(PO₄)₂和CaHPO₄等易转化为可溶的Ca(H₂PO₄)₂，造成钙磷流失；（4）2 CaHPO₄+CaCO₃ Ca₃(PO₄)₂+H₂O+CO₂↑ 或Ca₅(PO₄)₃OH+CaHPO₄2 Ca₃(PO₄)₂+H₂O；（5）读图可知，pH=10.0、前10min内△c=0.70mmol/L×80%=5.6×10^—4mol/L，由△c/△t可知，v=5.6×10^—5mol/(L?min)。