Question

【題目】三氯氧磷(POCl3)廣泛用于農(nóng)藥、醫(yī)藥等生產(chǎn)。工業(yè)制備三氯氧磷的過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)品亞磷酸(H3PO3)。請回答下列問題：

(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯氣加熱反應生成，反應的化學方程式為__________。

(2)已知亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸，則Na2HPO3溶液中，各離子濃度的大小關系為_______。

(3)常溫下，將NaOH溶液滴加到亞磷酸(H3PO3)溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。則表示lg的是曲線______(填“I”或“II”)，亞磷酸(H3PO3)的Kal＝________，反應HPO32－＋H2OH2PO3－＋OH－的平衡常數(shù)值是____________。

(4)工業(yè)上生產(chǎn)三氯氧磷的同時會產(chǎn)生含磷廢水(主要成分為H3PO4、H3PO3)。向廢水中先加入適量漂白粉，再加入生石灰調(diào)節(jié)pH，將磷元素轉(zhuǎn)化為磷酸的鈣鹽沉淀并回收。若處理后的廢水中c(Ca2＋)＝5×10－6 mol·L－1，則溶液中c(PO43－)＝________mol·L－1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]＝2×10－29)

Answer 1

【答案】PCl3＋Cl2＋H2OPOCl3＋2HCl c(Na＋)＞c(HPO32－)＞c(OH－)＞c(H2PO3－)＞c(H＋) I 10－1.4 10－7.5 4×10－7

【解析】

(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯氣加熱反應生成，三氯氧磷為POCl3，實際上為PCl3與Cl2反應生成PCl5，PCl5水解生成POCl3；
(2)亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸，則HPO32-不能再發(fā)生電離，只能水解，使溶液呈堿性，據(jù)此分析；

(3)根據(jù)H3PO3的電離平衡常數(shù)，，，則lg=lg，lg=lg，第一步電離平衡常數(shù)遠遠大于第二步電離平衡常數(shù)；

(4)根據(jù)CaSO4的溶度積常數(shù)計算。

(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯氣加熱反應生成，三氯氧磷為POCl3，實際上為PCl3與Cl2反應生成PCl5，PCl5水解生成POCl3，發(fā)生的化學反應為：PCl3＋Cl2＋H2OPOCl3＋2HCl；

(2)亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸，則HPO32-不能再發(fā)生電離，只能水解，使溶液呈堿性，同時考慮到水也存在電離平衡，所以溶液中c(H2PO3-)＜c(OH-)，因此溶液中離子濃度大小順序為：c(Na+)＞c(HPO32-)＞c(OH-)＞c(H2PO3-)＞c(H+)，故答案為：c(Na+)＞c(HPO32-)＞c(OH-)＞c(H2PO3-)＞c(H+)；

(3)根據(jù)H3PO3的電離平衡常數(shù)，，，則lg=lg，lg=lg，Ka1＞＞Ka2，則pH值相同時，即縱坐標相同時，lg＞ lg，即lg橫坐標大，則曲線I表示的是lg曲線II表示的是 lg；，根據(jù)圖像可知當pH=2.4時，lg=1，即當溶液中c(H+)=10-2.4mol/L時，=10，則=10-2.4×10=10-1.4；反應HPO32－＋H2OH2PO3－＋OH－的平衡常數(shù)值，根據(jù)圖像可知當pH=5.5時，lg=-1，即當溶液中c(H+)=10-5.5mol/L時，=0.1，所以=10-5.5×0.1=10-6.5，Kh=，故答案為：I；10－1.4；10－7.5；

(4)Ksp[Ca3(PO4)2]= c3(Ca2+)·c(PO43-)，處理后的廢水中c(Ca2+)=5×10-6mol/L，則溶液中c(PO43-)=。