Question

（2010?上海）白磷（P₄）是磷的單質(zhì)之一，易氧化，與鹵素單質(zhì)反應(yīng)生成鹵化磷．鹵化磷通常有三鹵化磷或五鹵化磷，五鹵化磷分子結(jié)構(gòu)（以PCl₅為例）如右圖所示．該結(jié)構(gòu)中氯原子有兩種不同位置．
1）6.20g白磷在足量氧氣中完全燃燒生成氧化物，反應(yīng)所消耗的氧氣在標準狀況下的體積為

5.6

 L．上述燃燒產(chǎn)物溶于水配成50.0mL磷酸（H₃PO₄）溶液，該磷酸溶液的物質(zhì)的量濃度為

4.00

mol?L^-1．
2）含0.300mol H₃PO₄的水溶液滴加到含0.500mol Ca（OH）₂的懸浮液中，反應(yīng)恰好完全，生成l種難溶鹽和16.2g H₂O．該難溶鹽的化學式可表示為

Ca₅（PO₄）₃（OH）

．
3）白磷和氯、溴反應(yīng)，生成混合鹵化磷PCl_5-xBr_x（1≤x≤4，且x為整數(shù)）．如果某混合鹵化磷共有3種不同結(jié)構(gòu)（分子中溴原子位置不完全相同的結(jié)構(gòu)），該混合鹵化磷的相對分子質(zhì)量為

297.5或342

．
4）磷腈化合物含有3種元素，且分子中原子總數(shù)小于20.0.10mol PCl₅和0.10mol NH₄Cl恰好完全反應(yīng)，生成氯化氫和0.030mol磷腈化合物．推算磷腈化合物的相對分子質(zhì)量（提示：M＞300）．

Answer 1

分析：1）根據(jù)白磷燃燒的化學反應(yīng)方程式來計算消耗氧氣的量，再利用五磷原子守恒來計算磷酸的物質(zhì)的量，然后計算磷酸溶液的物質(zhì)的量濃度；
2）根據(jù)H₃PO₄的物質(zhì)的量和氫氧化鈣懸濁液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量及生成水的物質(zhì)的量，由反應(yīng)恰好完全則利用質(zhì)量守恒來推斷難溶鹽的化學式；
3）根據(jù)x的取值及混合鹵化磷共有3種不同結(jié)構(gòu)來分析混合鹵化磷，然后利用相對原子質(zhì)量來計算相對分子質(zhì)量；
4）根據(jù)反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量，利用質(zhì)量守恒定律來推斷磷腈化合物的化學式，然后利用相對原子質(zhì)量來計算相對分子質(zhì)量．

解答：解：1）由白磷的相對分子質(zhì)量為31×4=128，則白磷的物質(zhì)的量為

6.20g

128g/mol

=0.05mol，
設(shè)白磷完全燃燒生成五氧化二磷消耗氧氣的物質(zhì)的量為x，
則     P₄+5O₂

點燃  .

2P₂O₅，
       1   5
  0.05mol  x

1

0.05mol

=

5

x

，解得x=0.25mol，則標準狀況下體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
由磷原子守恒可知P₄～4H₃PO₄，則生成磷酸的物質(zhì)的量為0.05mol×4=0.20mol，
由溶液體積為50mL=0.05L，則磷酸溶液的物質(zhì)的量濃度為

0.20mol

0.05L

=4.00mol/L，
故答案為：5.6；4.00；
2）16.2gH₂O的物質(zhì)的量為

16.2g

18/mol

=0.09mol，0.300molH₃PO₄與0.500molCa（OH）₂生成鹽和水，
則設(shè)鹽的化學式為X，則3H₃PO₄+5Ca（OH）₂═X+9H₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒可知該物質(zhì)中含有5個鈣離子
和3個磷酸根離子及含有1個氫氧根離子，則鹽的化學式寫作Ca₅（PO₄）₃（OH），
故答案為：Ca₅（PO₄）₃（OH）；
3）根據(jù)題意x為整數(shù)，則可能有PCl₄Br、PCl₃Br₂、PCl₂Br₃、PClBr₄四種，再由混合鹵化磷有三種不同結(jié)構(gòu)，
根據(jù)PCl₅的結(jié)構(gòu)可知氯原子有兩種不同位置，則混合鹵化磷可能為PCl₃Br₂或PCl₂Br₃，
若為PCl₃Br₂，則其相對分子質(zhì)量可能為31+35.5×3+80×2=297.5，
若為PCl₂Br₃，則其相對分子質(zhì)量可能為31+35.5×2+80×3=342，
故答案為：297.5或342；
4）由0.10molPCl₅和0.10molNH₄Cl恰好完全反應(yīng)，生成氯化氫和0.030mol磷腈化合物，
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則化合物提供的Cl原子的物質(zhì)的量為0.1mol×5+0.1mol×1=0.6mol，
又磷腈化合物中只含有三種元素，則必須將其中的氫原子全部除去，兩物質(zhì)提供的H原子
的物質(zhì)的量為0.1mol×4=0.4mol，由氫原子守恒則生成的氯化氫的物質(zhì)的量為0.4mol，
則磷腈化合物中含有的Cl原子為0.6mol-0.4mol=0.2mol、P原子為0.1mol、N原子為0.1mol，
則該化合物的最簡式為PNCl₂；設(shè)磷腈化合物的分子式為（PNCl₂）x，由其含有的原子總數(shù)小于20，
則知：4x＜20，故x＜5；
假設(shè)x=4，其分子式為P₄N₄Cl₈，相對分子質(zhì)量為31×4+14×4+35.5×8=464；
假設(shè)x=3，其分子式為P₃N₃Cl₆，相對分子質(zhì)量為31×3+14×3+35.5×6=348；
假設(shè)x=2，其分子式為P₂N₂Cl₄，相對分子質(zhì)量為31×2+14×2+35.5×4=232＜300，則不符合題意應(yīng)舍去，
答：磷腈化合物的相對分子質(zhì)量可能為348或464．

點評：本題考查了元素化合物、化學計算知識、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)等知識，考查點較多，難度較大，明確物質(zhì)的量的計算、質(zhì)量守恒定律、五鹵化磷分子結(jié)構(gòu)是解答的關(guān)鍵．