Question

（Ⅰ）磷是生物体中不可缺少的元素之一，在自然界中磷总是以磷酸盐的形式出现的，例如磷酸钙矿Ca₃（PO₄）₂、磷灰石Ca₅F（PO₄）₃等．

（1）磷的某种核素中，中子数比质子数多1，则表示该核素的原子符号为               ．

（2）白磷（P₄）可由Ca₃（PO₄）₂、焦炭和SiO₂在电炉中（约1550℃）下通过下面两个反应共熔得到．

①2Ca₃（PO₄）₂（s）+5C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+5CO₂（g）△H₁=+Q₁kJ•mol^﹣1

②CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=﹣Q₂kJ•mol^﹣1

写出电炉中发生总反应的热化学方程式                     ．

（3）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂=6CaSiO₃+P₄O₁₀；10C+P₄O₁₀=P₄↑+10CO↑，上述反应中的各种物质，属于酸性氧化物的有              ．

（Ⅱ）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料．一容器被离子交换膜分成左右两部分，如右图所示．若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H₂O₂溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl₂溶液（足量），一段时间后右边可观察到的现象：            ，若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH₄Al（SO₄）₂的溶液，右边充满含3mol Ba（OH）₂的溶液，当有2mol SO₄^2﹣通过交换膜时（若反应迅速完全），则左右两室沉淀的物质的量之比为              ．

（Ⅲ）某初级石墨中含SiO₂（7.8%）、Al₂O₃（5.1%）、Fe₂O₃（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，利用相关工艺可进行提纯与综合利用．通入一定量的N₂后，在1500℃下与Cl₂充分反应得到纯化石墨与气体混合物，然后降温至80℃，分别得到不同状态的两类物质a和b．（注：石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl₄的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃．）

（1）若a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性，化学反应方程式为                      ．

（2）若b与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有             ．

Answer

（Ⅰ）（1）（1分）

（2）2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+5C（s）6CaSiO3（s）+P4（s）+5CO2（g）△H=（Ql﹣6Q2）kJ•mol﹣1；

（3）SiO2P4O10

（Ⅱ）溶液由浅绿色变红色；2：3；

（Ⅲ）（1）SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；（2）Cl﹣、OH﹣、AlO2﹣．

【解析】

试题分析：（Ⅰ）（1）在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，因为质子数和中子数之和是质量数，P元素的原子序数是15，中子数比质子数多1，所以质量数为15+15+1=31，所以表示该核素的原子符号为；

（2）①2Ca3（PO4）2（s）+5C（s）=6CaO（s）+P4（s）+5CO2（g）△H1=+Ql kJ•mol-1

②CaO（s）+SiO2（s）=CaSiO3（s）△H2=-Q2 kJ•mol-1

依据热化学方程式和盖斯定律计算得到①-②×6得到化学方程式为：2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+5C（s）6CaSiO3（s）+P4（s）+5CO2（g））△H=（Ql-6Q2 ）kJ•mol-1；

（3）能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，所以属于酸性氧化物的是SiO2、P4O10；

（Ⅱ）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料．一容器被离子交换膜分成左右两部分，如图所示．若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H2O2溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液（足量），亚铁离子通过阳离子交换膜进入左边被盐酸酸化的H2O2氧化，铁离子通过阳离子交换膜进入右边与KSCN溶液接触，溶液变成血红色，离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2H2O+2Fe3+，若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH4Al（SO4）2的溶液，右边充满含3mol Ba（OH）2的溶液，当有2mol SO42-通过交换膜时（若反应迅速完全），当有2mol SO42-通过交换膜时，根据电荷守恒则有4molOH-进入左室，左室生成氢氧化铝4/3mol，右室生成2mol硫酸钡，则左右两室沉淀的物质的量之比为2：3；

（Ⅲ）根据题意，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃；

（1）a应该是SiCl4，结合a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性（Na2SiO3）得：SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O；

（2）b是AlCl3、FeCl3、MgCl2的混合物，与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有Cl-、OH-、AlO2-。

【考点定位】考查学生核素和氧化还原反应中的基本概念知识、铝、铁、镁及化合物的性质

【名师点晴】掌握题干信息和物质性质、注意电子守恒在氧化还原反应中的应用以及理解离子交换膜的作用是关键，亚铁离子通过阳离子交换膜进入左边被盐酸酸化的H2O2氧化，铁离子通过阳离子交换膜进入右边与KSCN溶液接触，溶液变成血红色，当有2mol SO42-通过交换膜时，根据电荷守恒则有4molOH-进入左室，左室生成氢氧化铝4/3 mol，右室生成2mol硫酸钡，则左右两室沉淀的物质的量之比为2：3，据此分析解题。