Question

【題目】六偏磷酸鈉[(NaPO3)6]是偏磷酸鈉(NaPO3)的一種聚合體，其主要用于水處理、造紙、食品行業(yè)。工業(yè)上由白磷（P4：易自燃，熔點44℃，沸點280℃，有劇毒，保存在冷水中）制備六偏磷酸鈉的方法如下：

（1）“爐渣”的主要成分是___________(寫化學(xué)式)，該過程中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是_______________。

（2）從混合氣體中分離得到P4的最佳方法是_________________。

（3）經(jīng)分析“濾渣”是由白磷中的Pb、As雜質(zhì)元素所形成的兩種鹽類，其中一種是Pb3(PO4)2，則另一種是_______________ (寫化學(xué)式)。

（4）若直接將白磷與足量濃NaOH溶液直接混合加熱，則得到的是次磷酸鈉(NaH2PO2)，但同時會得到一種劇毒氣體。寫出該化學(xué)方程式____________________。

（5）已知磷酸中含磷各物種的分布分數(shù)（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù)）與溶液pH的關(guān)系如圖所示，則“中和”過程中應(yīng)加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH值為________________。若pH過低，則造成的結(jié)果是_________________。

（6）經(jīng)定量分析，毎100.00g產(chǎn)品的有效磷（以P2O5計）含量是66.50g (其它雜質(zhì)為非磷酸鹽成分)，則該產(chǎn)品的純度是__________________。(已知：NaPO3的相對分子質(zhì)量為M1，P2O5的相對分子質(zhì)量為M2，結(jié)果不必化簡，列出計算式即可）

Answer 1

【答案】 CaSiO3 1:5 將混合氣體通入冷水中，過濾 Pb3(AsO4)2 P4+3NaOH(濃)+ 3H2O3NaH2PO2+PH3↑ 5 （或5左右） pH過低，NaOH加入過少，H3PO4不能完全轉(zhuǎn)化為NaH2PO4，磷元素利用低

【解析】本題考查化學(xué)工藝流程，（1）根據(jù)流程圖，Ca3(PO4)2、焦炭、SiO2反應(yīng)生成CO和P4，根據(jù)元素守恒，因此爐渣的成分是CaSiO3；氧化劑Ca3(PO4)2，還原劑是焦炭，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，n[Ca3(PO4)2]×2×5=n(C)×2，即n[Ca3(PO4)2]：n(C)=1：5；（2）P4保存在冷水中，CO不溶于水，因此將混合氣體通入冷水中，過濾；（3）因為生成兩種鹽，鹽是由酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成，因此另一種鹽為Pb3(AsO4)2；（4）P4轉(zhuǎn)化成NaH2PO2，P的化合價升高，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，還有P的化合價降低，產(chǎn)生有毒氣體，即為PH3，反應(yīng)式為P4＋NaOH→NaH2PO2＋PH3↑，利用化合價升降法，進行配平，即P4+3NaOH(濃)+ 3H2O3NaH2PO2+PH3↑；（5）根據(jù)流程，加入NaOH得到NaH2PO4，因此控制pH在5左右；根據(jù)圖像，pH過低，主要以H3PO4的形式存在，不能全部轉(zhuǎn)化成H2PO4－，磷元素利用較低；（6）令產(chǎn)品為100g，純度為x，根據(jù)磷元素守恒，產(chǎn)品的純度x=。