Question

15．磷化铝是用红磷和铝粉烧制而成．因杀虫效率高、经济方便而应用广泛．可作粮仓熏蒸的磷化铝片，熏蒸每吨粮食只需3～5片（3.20g/片）．
（1）写出磷化铝的化学式：AlP；举一例红磷的同素异形体，写出其化学式：P₄．
（2）磷化铝毒性主要为遇水、酸时则迅速分解，放出吸收很快、毒性剧烈的磷化氢气体，写出磷化铝
和水反应的化学方程式：AlP+3H₂O=Al（OH）₃+PH₃↑．
（3）磷化氢是一种无色、剧毒、易燃的气体，该气体比空气重并有类似臭鱼的味道，其结构和NH₃相似，写出磷化氢的电子式：；磷化氢具有强的还原性，通入硫酸铜溶液中会生成单质铜和磷酸，写出该反应的离子方程式：PH₃+4Cu²⁺+4H₂O=8H⁺+H₃PO₄+4Cu．
（4）磷化氢在空气中的最高允许值为0.3ppm，空气中超标的PH₃气体可以用重铬酸钾、活性炭、氢碘酸处理，你认为他们的反应原理是否相同，原因是不同，重铬酸钾和PH₃是氧化还原反应，活性炭是吸附能力，HI和PH₃是化合反应生成PH₄I．
（5）磷的含氧酸很多，H₃PO₄是常见的一种，多个磷酸分子通过脱水作用由O原子连接而成为多磷酸，三聚磷酸钠（Na₅P₃O₁₀•6H₂O）是常见的多磷酸盐，该盐373K时，可发生如下反应Na₅P₃O₁₀•6H₂O═Na₃HP₂O₇+X+5H₂O，请你推出X的化学式：Na₂HPO₄；并且写出X溶液中离子电荷守恒的等式：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（HPO${\;}_{4}^{2-}$）+c（H₂PO${\;}_{4}^{-}$）+3c（PO${\;}_{4}^{3-}$）+c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）磷化铝中磷为非金属元素，显-3价，铝为金属元素，显+3价；由同种元素形成的不同单质为同素异形体；
（2）AlP和水反应时，生成H3P和Al（OH）₃沉淀，据此分析；
（3）根据NH₃的结构写出磷化氢的电子式；磷化氢具有强的还原性，通入硫酸铜溶液中会生成单质铜和磷酸，根据得失电子数守恒和质量守恒来书写反应方程式；
（4）PH₃是一种强还原性、碱性的气体，据此分析；
（5）根据化学方程式要满足质量守恒来分析；

解答 解：（1）磷化铝中磷为非金属元素，显-3价，铝为金属元素，显+3价，故磷化铝的化学式为AlP；由同种元素形成的不同单质为同素异形体，故红磷的同素异形体为白磷P₄，故答案为：AlP，P₄；
（2）AlP和水反应时，生成H3P和Al（OH）₃沉淀，化学方程式为：AlP+3H₂O=Al（OH）₃+PH₃↑，故答案为：AlP+3H₂O=Al（OH）₃+PH₃↑；
（3）NH₃的结构中3个H原子和N原子间形成3条共价键，而磷化氢的结构和氨气结构类似，故磷化氢的电子式为：；磷化氢具有强的还原性，通入硫酸铜溶液中会生成单质铜和磷酸，根据得失电子数守恒和质量守恒来可知反应方程式为：PH₃+4Cu²⁺+4H₂O=8H⁺+H₃PO₄+4Cu，故答案为：；PH₃+4Cu²⁺+4H₂O=8H⁺+H₃PO₄+4Cu；
（4）PH₃是一种强还原性、碱性的气体，遇重铬酸钾发生氧化还原反应，还能被活性炭吸附，能和HI化合生成PH₄I，故原理不同，故答案为：不同，重铬酸钾和PH₃是氧化还原反应，活性炭是吸附能力，HI和PH₃是化合反应生成PH₄I；
（5）根据化学方程式要满足质量守恒可知，X的化学式为Na₂HPO₄，HPO₄^-是酸式弱酸根，在溶液中既能电离为PO₄^3-又能水解为H₂PO₄^-和H₃PO₄，故溶液中的阳离子有：
Na⁺和H⁺，阴离子有OH^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-，故根据电荷守恒可知：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（HPO${\;}_{4}^{2-}$）+c（H₂PO${\;}_{4}^{-}$）+3c（PO${\;}_{4}^{3-}$）+c（OH^-），故答案为：Na₂HPO₄；c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（HPO${\;}_{4}^{2-}$）+c（H₂PO${\;}_{4}^{-}$）+3c（PO${\;}_{4}^{3-}$）+c（OH^-）．

点评 本题是一道知识的迁移运用题目，根据学生非常熟悉的氨气的性质来迁移到PH₃的性质，难度不大，应注意的是同一主族元素及其化合物的性质的相似性和递变性．