(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。
b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体 (写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在 之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1= 7.1×10−3 K2 = 6.3×10−8 K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg≈0.6) 。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)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
对于反应:2SO2+O22SO3,当其他条件不变时,只改变一个反应条件,将生成SO3的反应速率的变化填入空格里(填写“增大”“减小”“不变”)
判断物质中化学键时应该注意一些问题,下列说法中正确的是
①存在离子键的化合物一定是离子化合物,离子化合物中一定存在离子键
②离子化合物可以只含非金属元素,也可以存在共价键,如NH4Cl
③共价化合物中只含有共价键,不含离子键
④非金属单质(稀有气体除外)中只含有共价键
⑤稀有气体由单原子组成,无化学键
⑥只含有共价键的化合物一定是共价化合物,只含有共价键的物质不一定是共价化合物,可能是单质;含有共价键的化合物不一定是共价化合物,可能是离子化合物,例如NaOH
画出下列短周期元素的原子结构示意图:
(1)质量数为23,中子数为12的原子
(2)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子
发生化学反应时,破坏化学键需要能量,形成化学键需要能量。吸收能量用E1表示,释放能量用E2表示,当E1E2时,反应吸收能量;当E1E2时,反应释放能量
工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体:
(1)在步骤a中,还需要通入氧气和水,发生反应的化学方程式是
。
(2)在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在范围。若调节溶液的pH=4,此时,溶液中c (Fe3+) =。[已知该条件下,Fe(OH)3的KSP= 4.0×10-36 ]
(3)不用加水的方法调节溶液pH的原因是。
(4)进行蒸发浓缩时,要加适量的硝酸以保持溶液一定的c(H+),其目的是(结合离子方程式简要说明)。
(5)工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜,电镀时阴极的电极反应式是。