Question

【题目】（Ⅰ）磷是生物体中不可缺少的元素之一，在自然界中磷总是以磷酸盐的形式出现的，例如磷酸钙矿Ca3（PO4）2、磷灰石Ca5F（PO4）3等．

（1）磷的某种核素中，中子数比质子数多1，则表示该核素的原子符号为 ．

（2）白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在电炉中（约1550℃）下通过下面两个反应共熔得到．

①2Ca3（PO4）2（s）+5C（s）═6CaO（s）+P4（s）+5CO2（g）△H1=+Q1kJmol﹣1

②CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2=﹣Q2kJmol﹣1

写出电炉中发生总反应的热化学方程式 ．

（3）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：2Ca3（PO4）2+6SiO2=6CaSiO3+P4O10；10C+P4O10=P4↑+10CO↑，上述反应中的各种物质，属于酸性氧化物的有 ．

（Ⅱ）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料．一容器被离子交换膜分成左右两部分，如右图所示．若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），一段时间后右边可观察到的现象： ，若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH4Al（SO4）2的溶液，右边充满含3mol Ba（OH）2的溶液，当有2mol SO42﹣通过交换膜时（若反应迅速完全），则左右两室沉淀的物质的量之比为 ．

（Ⅲ）某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，利用相关工艺可进行提纯与综合利用．通入一定量的N2后，在1500℃下与Cl2充分反应得到纯化石墨与气体混合物，然后降温至80℃，分别得到不同状态的两类物质a和b．（注：石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃．）

（1）若a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性，化学反应方程式为 ．

（2）若b与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有 ．

Answer 1

【答案】（Ⅰ）（1）（1分）

（2）2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+5C（s）6CaSiO3（s）+P4（s）+5CO2（g）△H=（Ql﹣6Q2）kJmol﹣1；

（3）SiO2P4O10

（Ⅱ）溶液由浅绿色变红色；2：3；

（Ⅲ）（1）SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；（2）Cl﹣、OH﹣、AlO2﹣．

【解析】

试题分析：（Ⅰ）（1）在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，因为质子数和中子数之和是质量数，P元素的原子序数是15，中子数比质子数多1，所以质量数为15+15+1=31，所以表示该核素的原子符号为；

（2）①2Ca3（PO4）2（s）+5C（s）=6CaO（s）+P4（s）+5CO2（g）△H1=+Ql kJmol-1

②CaO（s）+SiO2（s）=CaSiO3（s）△H2=-Q2 kJmol-1

依据热化学方程式和盖斯定律计算得到①-②×6得到化学方程式为：2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+5C（s）6CaSiO3（s）+P4（s）+5CO2（g））△H=（Ql-6Q2 ）kJmol-1；

（3）能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，所以属于酸性氧化物的是SiO2、P4O10；

（Ⅱ）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料．一容器被离子交换膜分成左右两部分，如图所示．若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），亚铁离子通过阳离子交换膜进入左边被盐酸酸化的H2O2氧化，铁离子通过阳离子交换膜进入右边与KSCN溶液接触，溶液变成血红色，离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+，若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH4Al（SO4）2的溶液，右边充满含3mol Ba（OH）2的溶液，当有2mol SO42-通过交换膜时（若反应迅速完全），当有2mol SO42-通过交换膜时，根据电荷守恒则有4molOH-进入左室，左室生成氢氧化铝4/3mol，右室生成2mol硫酸钡，则左右两室沉淀的物质的量之比为2：3；

（Ⅲ）根据题意，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃；

（1）a应该是SiCl4，结合a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性（Na2SiO3）得：SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；

（2）b是AlCl3、FeCl3、MgCl2的混合物，与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有Cl-、OH-、AlO2-。