Question

10．2014年7月1日起，國(guó)家衛(wèi)計(jì)委決定禁止使用硫酸鋁、硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨等含鋁元素的物質(zhì)作為饅頭、發(fā)糕等膨化食品添加劑．目前使用的無(wú)鋁泡打粉的成分為小蘇打、磷酸二氫鈉、碳酸鈣等．回答下列問(wèn)題：
（1）長(zhǎng)期食用含鋁元素的食品，鋁元素會(huì)在體內(nèi)積累，造成毒害．有一泡打粉樣品，判斷是否含鋁元素的實(shí)驗(yàn)方法是：取少量樣品于試管中，加水溶解，向上層清液中滴加氫氧化鈉溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，再加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解，證明樣品含鋁元素．
（2）寫出磷酸二氫鈉在水中的電離方程式：NaH₂PO₄═Na⁺+H₂PO₄^-．
（3）磷酸二氫鈉制備流程如下：
①寫出磷酸二氫鈣與硫酸鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O═CaSO₄•2H₂O↓
②操作a的名稱為：過(guò)濾，固體c的成份為：碳酸鋇、硫酸鋇在進(jìn)行操作a前需控制pH約4-5，若pH過(guò)高，得到的產(chǎn)物中可能有：Na₂HPO₄或Na₃PO₄（填化學(xué)式）
③實(shí)驗(yàn)時(shí)取46.8g磷酸二氫鈣，最終得到59.3g NaH₂PO₄•2H₂O，該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是：75%．

Answer 1

分析 （1）泡打粉樣品中鋁元素主要以鋁離子形式存，根據(jù)鋁離子與強(qiáng)堿反應(yīng)隨著加入的堿的量不同產(chǎn)生的現(xiàn)象不同檢驗(yàn)鋁離子；
（2）磷酸二氫根是弱電解質(zhì)，而磷酸二氫鈉是強(qiáng)電解質(zhì)，據(jù)此書寫電離方程式；
（3）根據(jù)制備流程，磷酸二氫鈣中加入硫酸鈉，調(diào)節(jié)pH值在4～5，經(jīng)過(guò)濾可得硫酸鈣晶體和溶液a為磷酸二氫鈉溶液和少量的硫酸根離子的混合溶液，加入過(guò)量的碳酸鋇后，過(guò)濾可得固體C為碳酸鋇和硫酸鋇，溶液b為磷酸二氫鈉溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得磷酸二氫鈉晶體，
①磷酸二氫鈣與硫酸鈉溶液反應(yīng)主要是硫酸根離子與鈣離子結(jié)合生成溶解度較小的硫酸鈣；
②根據(jù)上面的分析可知a的名稱和c的成份，NaH₂PO₄在堿性較大的溶液中會(huì)轉(zhuǎn)化成Na₂HPO₄或Na₃PO₄；
③根據(jù)磷元素守恒可計(jì)算得46.8g磷酸二氫鈣理論上能產(chǎn)生NaH₂PO₄•2H₂O的質(zhì)量為$\frac{46.8g}{234}×2×156$=62.4g，根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算．

解答 解：（1）泡打粉樣品中鋁元素主要以鋁離子形式存，根據(jù)鋁離子與強(qiáng)堿反應(yīng)隨著加入的堿的量不同產(chǎn)生的現(xiàn)象不同檢驗(yàn)鋁離子，所以操作方法為取少量樣品于試管中，加水溶解，向上層清液中滴加氫氧化鈉溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，再加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解，證明樣品含鋁元素，
故答案為：取少量樣品于試管中，加水溶解，向上層清液中滴加氫氧化鈉溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，再加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解，證明樣品含鋁元素；
（2）磷酸二氫根是弱電解質(zhì)，而磷酸二氫鈉是強(qiáng)電解質(zhì)，其電離方程式為NaH₂PO₄═Na⁺+H₂PO₄^-，
故答案為：NaH₂PO₄═Na⁺+H₂PO₄^-；
（3）根據(jù)制備流程，磷酸二氫鈣中加入硫酸鈉，調(diào)節(jié)pH值在4～5，經(jīng)過(guò)濾可得硫酸鈣晶體和溶液a為磷酸二氫鈉溶液和少量的硫酸根離子的混合溶液，加入過(guò)量的碳酸鋇后，過(guò)濾可得固體C為碳酸鋇和硫酸鋇，溶液b為磷酸二氫鈉溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得磷酸二氫鈉晶體，
①磷酸二氫鈣與硫酸鈉溶液反應(yīng)主要是硫酸根離子與鈣離子結(jié)合生成溶解度較小的硫酸鈣，反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O═CaSO₄•2H₂O↓，
故答案為：Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O═CaSO₄•2H₂O↓；
②根據(jù)上面的分析可知a的名稱為過(guò)濾，c的成份為碳酸鋇、硫酸鋇，若pH過(guò)高，NaH₂PO₄會(huì)轉(zhuǎn)化成Na₂HPO₄或Na₃PO₄，
故答案為：過(guò)濾； 碳酸鋇、硫酸鋇；Na₂HPO₄或Na₃PO₄；
③根據(jù)磷元素守恒可計(jì)算得46.8g磷酸二氫鈣理論上能產(chǎn)生NaH₂PO₄•2H₂O的質(zhì)量為$\frac{46.8g}{234}×2×156$=62.4g，所以產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%=$\frac{46.8g}{62.4g}$×100%=75%，
故答案為：75%．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)鋁元素的檢驗(yàn)及工業(yè)上制備磷酸二氫鈉的常用方法，充分考查了實(shí)驗(yàn)分析及實(shí)驗(yàn)操作知識(shí)、部分元素化合物知識(shí)等，本題難度中等．