第一节《化学反应与能量的变化》填空题专题训练
1.(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g) ΔH1=+Q1kJ•mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ•mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ•mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。
b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体 (写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在 之间 (已知磷酸的各级电离常数为:K1 = 7.1×10−3 K2 = 6.3×10−8 K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg≈0.6) 。Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
【答案】⑴a、2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C 6CaSiO3+P4+10CO (2分)b、生成CaSiO3放出一定的能量使反应热△H降低;CaSiO3的熔点比SiO2低,成为熔融态浮在表面,对白磷有保护作用 (2分)
⑵PH3(2分)⑶2.1~7.2 (4分) 3Ca2++2HPO4-=Ca3(PO4 )2↓+2H+(2分) ⑷3mol(2分)
【解析】
试题分析:(1)a、白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到:①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ•mol-1,②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ•mol-1,③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ•mol-1,这说明反应中还有硅酸钙和CO生成,因此由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式为2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C 6CaSiO3+P4+10CO。
b、由于白磷易被氧化,生成CaSiO3放出一定的能量,而CaSiO3的熔点比SiO2低,是硅酸钙成为熔融态浮在表面,对白磷有保护作用 。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体,则根据氧化还原反应电子得失守恒可知,该气体中P元素的化合价要低于0价,因此该气体是PH3。
(3)如果磷酸只发生一级电离,则根据电离常数可知溶液的pH=3—0.9=2.1。根据二级电离常数可知溶液的pH=8—0.8=7.2,所以工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在2.1~7.2 之间。Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,则发生反应3Ca2++2HPO4-=Ca3(PO4 )2↓+2H+,因此溶液则显酸性。
(4)根据方程式可知被氧化的P化合价从0价升高到+5价,失去5个电子,即1mol白磷失去20mol电子。硫酸铜中铜元素的化合价从+2价降低到+1价,得到1个电子。因此根据电子得失守恒可知60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是60mol÷20=3mol。
考点:考查白磷制备、性质、氧化还原反应、离子反应以及电离常数应用等
2.(10分)某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验步骤及记录如下:
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 gNaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20℃),搅拌,测量温度为T1;
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2 ;
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸(20℃),搅拌,测量温度T3。
得到下表的数据:
回答下列问题:
(1)Na2CO3溶于水显碱性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(2)根据试题后的附表判断:步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解_________。
(3)分析表1的数据得出:Na2CO3固体溶于水______,NaHCO3固体溶于水______(填“放热”或“吸热”)。
(4)甲同学分析上述数据得出:Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验,并补做如下实验:向 盛 有10 mL水(20℃)的烧杯中加入10 mL_____,搅拌,测量温度为22.2℃。
(5)结合上述探究,下列说法正确的是__________。
A.NaHCO3与盐酸的反应