Question

磷和其化合物在科研及生产中均有着重要的作用。

（1）红磷P(s)和Cl₂(g)发生反应生成PCl₃(g)PCl₅(g)，反应过程如下：

2P(s) + 3Cl₂(g) = 2PCl₃(g) △H=－612kJ/mol

2P(s) + 5Cl₂(g) = 2PCl₅(g) △H=－798kJ/mol

气态 PCl₅生成气态PCl₃和Cl₂的热化学方程式为________。

（2）一定温度下，在三个恒容体积均为2.0L的容器中发生反应：PCl₅（g） PCl₃（g）+Cl₂（g）

编号	温度（℃）	起始/mol	平衡/mol	达到平衡所需时间/s
PCl5（g）	PCl3（g）	Cl2（g）
I	320	0.40	0.10	0.10	t1
II	320	0.80			t2
III	410	0.40	0.15	0.15	t3

①平衡常数K：溶液II____溶液III（填“>”或“=”或“<”）

②反应达到平衡时，PCl₃的转化率：容器II_____容器I（填“>”或“=”或“<”）

（3）亚磷酸（H₂PO₅）与足量的NaOH溶液反应生成Na₂HPO₃。电解Na₂HPO₃溶液也可得到亚鱗酸，装置示意图如图：

阴极的电极反应式为_______；产品室中反应的离子方程式为__________。

（4）一定温度下，Ksp[Mg₃(PO₄)₂]=6.0×10^-29，Ksp[Ca₃(PO₄)₂]=6.0×10^-26向浓度均为0.20 mol·L^-1的MgCl₂和CaCl₂混合溶液中逐滴加入Na₃PO₃，先生成________沉淀（填化学式）；当测得溶液其中一种金属阳离子沉淀完全（浓度小于10⁵mol/L）时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c= ______mol/L

Answer

PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H=+93kJ/mol<<2H++2e—＝H2↑HPO32—+2H+＝H3PO3Mg3(PO4)210-4

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律计算反应热，书写热化学方程式；

（2）①平衡常数只与温度有关；

②增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动；

（3）阴极上得电子发生还原反应；产品室中HPO32-和氢离子结合 生成亚磷酸；

（4）根据浓度熵和溶度积常数分析。

解析：（1）已知：①2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(g) △H=－612kJ/mol

②2P(s) + 5Cl2(g) = 2PCl5(g) △H=－798kJ/mol

根据盖斯定律可知(①−②)/2即得到气态 PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H=+93kJ/mol ；

（2）①I中平衡时PCl5（g）、PCl3（g）、Cl2（g）的浓度分别是0.15mol/L、0.05mol/L、0.05mol/L，所以K=（0.05×0.05）/0.15≈0.03，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故容器Ⅱ中得到平衡常数与容器I中相同，容器III中K=（0.075×0.075）/0.125=0.045，即平衡常数K：容器Ⅱ＜容器Ⅲ；

②容器Ⅱ与容器Ⅰ相比，相当于增大压强，平衡左移，PCl5的转化率减小，即PCl5的转化率：容器Ⅱ＜容器Ⅰ；

（3）阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e—＝H2↑ ；产品室中HPO32-和氢离子结合生成亚磷酸，反应离子方程式为HPO32—+2H+＝H3PO3；

（4）难溶物溶度积常数小的先沉淀，根据溶度积常数相对大小知，Mg3（PO4）2先生成沉淀，当溶液中C（Mg2+）=10-5 mol/L时，认为镁离子完全沉淀，则溶液中的磷酸根浓度为c2（PO43-）=Ksp[Mg 3(PO 4) 2]/c(Mg 2+) 3=6.0×10 −29/(10 −5) 3=6.0×10-14，所以c（Ca2+）=。