Question

磷酸（H₃PO₄）在溶液中能夠以H₃PO₄、H₂PO₄^-、HPO₄^2-和PO₄^3-四種粒子的形式存在，當溶液中的pH發(fā)生變化時，其中任一種粒子的物質(zhì)的量占四種粒子總物質(zhì)的量的分數(shù)δ也可能發(fā)生變化．圖是H₃PO₄溶液中，各種粒子的物質(zhì)的量分數(shù)δ隨pH變化曲線：
（1）設磷酸總濃度為c（總），寫出c（總）與各粒子濃度間的關系式

 

．
（2）向Na₃PO₄溶液中逐滴滴入稀鹽酸，在pH從8降到6的過程中發(fā)生的主要反應的離子方程式為

 

，pH=6時，溶液中存在的陰離子有

 

．
（3）由圖可知，Na₂HPO₄溶液呈堿性，其原因是

 

．
（4）向Na₃PO₄稀溶液中加入Na₃PO₄固體，c（Na⁺）/c（PO₄^3-）的比值將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（5）羥基磷灰石[Ca₅（PO₄）₃OH]是一種重要的生物無機材料，其常用的制備方法有兩種：方法A：用濃氨水分別調(diào)Ca（NO₃）₂和（NH₄）₂HPO₄溶液的pH約為12：在劇烈攪拌下，將（NH₄）₂HPO₄溶液緩慢滴入Ca（NO₃）₂溶液中．
方法B：劇烈攪拌下，將H₃PO₄溶液緩慢滴加到Ca（OH）₂懸濁液中．
回答下列問題：
①完成方法A和方法B中制備Ca₅（PO₄）₃OH的化學反應方程式
A.5Ca（NO₃）₂+3（NH₄）₂HPO₄+4NH₃?H₂O→Ca₅（PO₄）₃OH↓+

 

+

 

．
B.5Ca（OH）₂+3H₃PO₄=

 

．
②與方法A相比，方法B的優(yōu)點是

 

．
③牙齒表面的物質(zhì)主要是Ca₅（PO₄）₃OH，糖黏附在牙齒上在酶的作用下產(chǎn)生酸性物質(zhì)，易造成齲齒，結(jié)合化學平衡移動原理，分析其原因

 

．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據(jù)P原子守恒分析；
（2）根據(jù)圖象分析，當向溶液中滴加稀鹽酸時，溶液中離子的變化判斷發(fā)生的離子反應；當pH=6時，根據(jù)圖象確定溶液中存在的陰離子；
（3）根據(jù)圖象分析，當溶液中存在HPO₄^-時溶液的pH值確定溶液的酸堿性，從而確定HPO₄^-的電離程度和水解程度的相對大小；
（4）先根據(jù)磷酸鈉鹽的類型確定鈉離子和磷酸根離子的關系，再碳酸根離子濃度的變化來分析；
（5）根據(jù)原子守恒可以配平反應方程式，方法A與方法B對比，主要是A產(chǎn)物有副產(chǎn)物NH₄NO₃，原子利用率不高；結(jié)合其電離平衡可以分析酸會促進其電離而溶解，造成齲齒．

解答： 解：（1）磷酸（H₃PO₄）在溶液中能夠以H₃PO₄、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、和PO₄^3-四種粒子形式存在，無論以何種離子存在，但總的P原子總數(shù)與原磷酸中P原子相等，
所以c（總）=c（H₃PO₄）+c（H₂PO₄^-）+c（HPO₄^2-）+c（PO₄^3-），
故答案為：c（總）=c（H₃PO₄）+c（H₂PO₄^-）+c（HPO₄^2-）+c（PO₄^3-）；
 （2）根據(jù)圖象知，當向溶液中滴加稀鹽酸時，溶液中H₂PO₄^-增加，HPO₄^2-減少，所以是溶液中的HPO₄^2-和氫離子發(fā)生生成
H₂PO₄^-，離子方程式為：HPO₄^2-+H⁺═H₂PO₄^-，
當pH=6時，根據(jù)圖象知，溶液中存在的陰離子為H₂PO₄^-、HPO₄^2-和OH^-，
故答案為：HPO₄^2-+H⁺═H₂PO₄^-；H₂PO₄^-、HPO₄^2-和OH^-；
（3）Na₂HPO₄溶液呈堿性，根據(jù)圖象知，當溶液中存在HPO₄^-時，溶液呈堿性，說明HPO₄^-在溶液中的水解程度大于電離程度，導致溶液中氫離子濃度小于氫氧根離子的濃度，
故答案為：HPO₄^2-的水解大于其電離；
（4）磷酸鈉是強堿弱酸鹽，所以弱酸根離子能發(fā)生水解，導致溶液中c（Na⁺）/c（PO₄^3-）＞3； PO₄^3-+H₂O?HPO₄^2-+OH^-，當向溶液中加入Na₃PO₄固體，導致溶液中磷酸根離子的濃度增大，故c（Na⁺）/c（PO₄^3-）的值減小，
故答案為：減小；
（5）①從質(zhì)量守恒的角度思考，5molCa（NO₃）₂、3mol（NH₄）₂HPO₄和4molNH₃?H₂O反應生成1molCa₅（PO₄）₃OH、
10molNH₄NO₃和3molH₂O，反應的化學方程式為
5Ca（NO₃）₂+3（NH₄）₂HPO₄+4NH₃?H₂O=Ca₅（PO₄）₃OH↓+10NH₄NO₃+3H₂O，從質(zhì)量守恒的角度思考，5molCa（OH）₂和3mol
H₃PO₄反應生成1molCa₅（PO₄）₃OH和9molH₂O，
該反應的化學方程式為5Ca（OH）₂+3H₃PO₄=Ca₅（PO₄）₃OH↓+9H₂O，
故答案為：10NH₄NO₃；3H₂O；Ca₅（PO₄）₃OH↓+9H₂O；
②與方法A相比，方法B的優(yōu)點是副產(chǎn)品為水，沒有其它副產(chǎn)品，工藝簡單，
故答案為：唯一副產(chǎn)物是水，工藝簡單；
③反應平衡：Ca₅（PO₄）₃OH（s）  5Ca²⁺（aq）+3PO₄^3-（aq）+OH^-（aq），酸性物質(zhì)使沉淀溶解向右移動，
導致Ca₅（PO₄）₃OH溶解，造成齲齒，
故答案為：酸性物質(zhì)使沉淀溶解平衡：Ca₅（PO₄）₃OH（s）  5Ca²⁺（aq）+3PO₄^3-（aq）+OH^-（aq）向右移動，導致Ca₅（PO₄）₃OH溶解，造成齲齒．

點評：本題考查了溶液中原子守恒、鹽類的水解對難溶電解質(zhì)的溶解平衡和酸堿反應等知識點，對學生書寫化學反應方程形式的能力、讀圖解析和方案評價能力，以及化學平衡知識的綜合應用能力要求較高，但難度不是很大．