Question

【題目】磷及部分重要化合物的相互轉化如圖所示。

(1)不慎將白磷沾到皮膚上，可用0.2mol/L CuSO4溶液沖洗，根據步驟Ⅱ可判斷，1mol CuSO4所能氧化的白磷的物質的量為______。

(2)步驟Ⅲ中，反應物的比例不同可獲得不同的產物，除Ca3(PO4)2外可能的產物還有______。

磷灰石是生產磷肥的原料，它的組成可以看作是Ca3(PO4)2、CaF2、CaSO4、CaCO3、SiO2的混合物，部分元素的分析結果如下（各元素均以氧化物形式表示）：

成分	CaO	P2O5	SO3	CO2
質量分數（%）	47.30	28.40	3.50	6.10

(3)磷灰石中，碳元素的質量分數為______%（保留兩位小數）。

(4)取100g磷灰石粉末，加入足量的濃硫酸，并加熱，鈣元素全部以CaSO4的形式存在，可以得到CaSO4______g（保留兩位小數）。

(5)取m g 磷灰石粉末，用50.00mL混酸溶液（磷酸為0.5mol/L、硫酸為0.1mol/L）與其反應，結果Ca、S、P元素全部以CaSO4和Ca(H2PO4)2的形式存在，求m的值______。

Answer 1

【答案】0.05mol CaHPO4、Ca(H2PO4)2 1.66 114.87 2.91

【解析】

(1)依據氧化還原反應中得失電子守恒，結合銅元素、磷元素化合價的變化進行計算；

(2)依據磷酸與氫氧化鈣量不同，得到的產物可能是正鹽或者酸式鹽；

(3)磷灰石中碳元素的質量分數=二氧化碳質量分數×二氧化碳中碳元素質量分數；

(4)根據鈣元素守恒計算；

(5)用m表示出磷灰石中Ca、S、P元素物質的量，計算出磷酸中P元素物質的量、硫酸中S元素物質的量，結合化學式可知n(Ca)=n(S)+n(P)，據此列方程解答。

(1)Cu元素的化合價由+2價降低到+1價，CuSO4是氧化劑，P4部分磷元素由0價降低到-3價，部分磷元素由0價升高到+5價，磷元素的化合價既升高又降低，所以P4既是氧化劑又是還原劑，根據得失電子守恒可知，若有11molP4參加反應，其中5mol的P4做氧化劑，60mol硫酸銅做氧化劑，只有6mol的P4做還原劑，則由電子守恒可知，有1mol的CuSO4參加反應，則被硫酸銅氧化的白磷分子的物質的量為n則：n×4(50)=1mol×(21)，解得n=0.05mol，故答案為：0.05mol；

(2)磷酸為三元酸，與氫氧化鈣反應，依據磷酸與氫氧化鈣量不同，得到的產物可能有：Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2，故答案為：CaHPO4、Ca(H2PO4)2；

(3)磷灰石中碳元素的質量分數=，故答案為：1.66；

(4)100g磷灰石粉末中Ca元素質量=，鈣元素全部以CaSO4的形式存在，根據Ca元素守恒可知，可以得到CaSO4的質量=，故答案為：114.87；

(5)mg磷灰石中Ca元素物質的量=，S元素物質的量=，P元素物質的量=，磷酸中P元素物質的量=0.05L×0.5mol/L=0.025mol，硫酸中S元素物質的量=0.05L×0.1mol/L=0.005mol，由化學式可知，n(Ca)=n(S)+n(P)，故0.00845m=(0.00044m+0.005)+ (0.004m+0.025)，解得m=2.91，故答案為：2.91。