Question

6．氮、磷及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的用途．回答下列問題：
（1）直鏈聚磷酸是由n個(gè)磷酸分子通過分子間脫水形成的，常用于制取阻燃劑聚磷酸銨．
①寫出磷酸主要的電離方程式H₃PO₄ H₂PO₄^-+H⁺．
②直鏈低聚磷酸銨的化學(xué)式可表示為（NH₄）_（n+2）P_nO_x，則x=3n+1（用n表示）．
（2）在堿性條件下，次磷酸鹽可用于化學(xué)鍍銀，完成其反應(yīng)的離子方程式：
□H₂PO₂^-+□Ag⁺+□6OH^-=□PO₄^3-+□Ag+□4H₂O
（3）由工業(yè)白磷（含少量砷、鐵、鎂等）制備高純白磷（熔點(diǎn)44℃，沸點(diǎn)280℃），主要生產(chǎn)流程如圖1：
①除砷過程在75℃下進(jìn)行，其合理的原因是cd（填字母）．
a．使白磷熔化，并溶于水           b．降低白磷的毒性
c．溫度不宜過高，防止硝酸分解    d．適當(dāng)提高溫度，加快化學(xué)反應(yīng)速率
②硝酸氧化除砷時(shí)被還原為NO，氧化相同質(zhì)量的砷．當(dāng)轉(zhuǎn)化為亞砷酸的量越多，消耗硝酸的量越少（填“多”或“少”）．
③某條件下，用一定量的硝酸處理一定量的工業(yè)白磷，砷的脫除率及磷的產(chǎn)率隨硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化如圖2，砷的脫除率從a點(diǎn)到b點(diǎn)降低的原因是硝酸濃度大，氧化性強(qiáng)，有較多的硝酸用于氧化白磷，脫砷率低．
（4）銀氨溶液中存在平衡：Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$，已知某溫度下，K=1.10×10⁷，K_sp[AgCl]=1.45×10^-10，計(jì)算得到可逆反應(yīng)AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq）的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.6×10^-3（保留2位有效數(shù)字），1L lmol/L氨水中最多可以溶解AgCl0.04mol（保留1位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）①磷酸屬于弱電解質(zhì)，第一步電離為主；
②根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算；
（2）P元素化合價(jià)由+1價(jià)升高為+5價(jià)，共升高4價(jià)，而Ag元素由+1價(jià)降低為0甲，共降低1價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，故H₂PO₂^-、HPO₄^3-的系數(shù)為1，Ag⁺、Ag的系數(shù)為4，堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)合電荷守恒可知反應(yīng)物中缺項(xiàng)為OH^-，由元素守恒可知生成物中缺項(xiàng)為H₂O，結(jié)合電荷守恒、原子守恒配平；
（3）①白磷不溶于水，熔化不能改變其毒性，提高溫度可以加快反應(yīng)速率，但溫度過高，硝酸會分解；
②氧化相同質(zhì)量的砷，轉(zhuǎn)化為亞砷酸的量越多，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目越小，消耗硝酸越少；
③硝酸濃度大，氧化性強(qiáng)，有較多的硝酸用于氧化白磷；
（4）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）與AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），故該反應(yīng)平衡時(shí)為前兩者平衡常數(shù)之積；
計(jì)算溶解xmolAgCl，則Ag（NH₃）₂⁺為xmol/L，Cl^-為xmol/L，溶液中NH₃（aq）為（1-2x）mol/L，結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算解答．

解答 解：（1）①磷酸屬于弱電解質(zhì)，第一步電離為主，磷酸主要的電離方程式：H₃PO₄ H₂PO₄^-+H⁺，
故答案為：H₃PO₄ H₂PO₄^-+H⁺；
②根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，則（n+2）+5n-2x=0，故x=3n+1，
（2）P元素化合價(jià)由+1價(jià)升高為+5價(jià)，共升高4價(jià)，而Ag元素由+1價(jià)降低為0甲，共降低1價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，故H₂PO₂^-、HPO₄^3-的系數(shù)為1，Ag⁺、Ag的系數(shù)為4，堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)合電荷守恒可知反應(yīng)物中缺項(xiàng)為OH^-，由元素守恒可知生成物中缺項(xiàng)為H₂O，平衡后方程式為：1H₂PO₂^-+4Ag⁺+6OH^-=1PO₄^3-+4Ag+4H₂O，
故答案為：1H₂PO₂^-+4Ag⁺+6OH^-=1PO₄^3-+4Ag+4H₂O；
（3）①a．白磷不溶于水，故a錯(cuò)誤；
b．熔化不能改變其毒性，故b錯(cuò)誤；
c．溫度過高，硝酸會分解，需要控制合適的溫度，故c正確；
d．提高溫度可以加快反應(yīng)速率，故d正確．
故選：cd；
②氧化相同質(zhì)量的砷，轉(zhuǎn)化為亞砷酸的量越多，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目越小，消耗硝酸越少，
故答案為：少；
③硝酸濃度大，氧化性強(qiáng)，有較多的硝酸用于氧化白磷，脫砷率低，
故答案為：硝酸濃度大，氧化性強(qiáng)，有較多的硝酸用于氧化白磷，脫砷率低；
（4）Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）的平衡常數(shù)的表達(dá)式K=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$，
Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）與AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}×c（C{l}^{-}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$×c（Ag⁺）×c（Cl^-）=1.10×10⁷×1.45×10^-10=1.6×10^-3，
計(jì)算溶解xmolAgCl，則Ag（NH₃）₂⁺為xmol/L，Cl^-為xmol/L，溶液中NH₃（aq）為（1-2x）mol/L，故
$\frac{x×x}{（1-2x）^{2}}$=1.6×10^-3，解得x=0.04，
故答案為：$\frac{c[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}}{c（A{g}^{+}）×{c}^{2}（N{H}_{3}）}$；1.6×10^-3；0.04．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備工藝流程、氧化還原反應(yīng)配平、平衡常數(shù)有關(guān)計(jì)算、電離方程式書寫等，屬于拼合型題目，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力、知識遷移運(yùn)用能力．