Question

【題目】磷的含氧酸有磷酸(H3PO4)、亞磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)等多種，它們在工業(yè)上都是重要的化工原料。

(1)亞磷酸（H3PO3)是一種二元弱酸，寫出H3PO3與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______。某溫度下，0.01 mol L-1 H3PO3溶液的pH為2.7，該溫度下，H3PO3 的一級電離常數(shù) Kal=_______。 (已知：lg2 = 0.3，lg3 = 0.5，lg5 = 0.7，H3PO3 的第二步電離忽略不計）

(2)某實(shí)驗(yàn)小組用NaOH溶液處理含H3PO3廢水，當(dāng)溶液中c (Na+) =c(H2PO3－) + 2c(HPO32-)時，溶液呈______性(填“酸”“堿”或“中”）。

(3)已知：常溫下，磷酸（H3PO4)的 Kal=7.ll×10-3、Ka2 = 6.23×10-8、Ka3 = 4.5 ×10-13， 則常溫下，Na2HPO4溶液中H2PO4－、HPO42-和PO43-的濃度由大到小的順序?yàn)?/span>________。

(4)向某濃度的磷酸溶液中滴加NaOH溶液，其pH與溶液中H3PO4、H2PO4－、HPO42-和PO43-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為δ (平衡時某物種的濃度與整個物種濃度之和的比值）的關(guān)系如圖所示。以酚酞為指示劑，當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是_________。

(5)已知：常溫下，Ksp(FePO4) = l.3×10-22、Ksp(A1PO4) = 5.2 ×10-19。常溫下，向含Fe3+、A13+的混合溶液中滴加Na3PO4溶液，當(dāng)FePO4、AlPO4同時生成時，溶液中c(Fe3+)：c(Al3+ ) =_________。

Answer 1

【答案】H3PO3 + 2NaOH = Na2HPO3 + 2H2O 4.0×10-4 中 c(HPO42－)>c(H2PO4－)>c(PO43－) H2PO4－ + OH－ = HPO42－ + H2O 2.5×10-4

【解析】

(1)亞磷酸（H3PO3)是一種二元弱酸，1mol H3PO3需要2molNaOH恰好完全反應(yīng)，故H3PO3與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為H3PO3 + 2NaOH = Na2HPO3 + 2H2O；某溫度下，0.01 mol L-1 H3PO3溶液的pH為2.7，則c(H+)=10-2.7mol/L，由于H3PO3 的第二步電離忽略不計，c(H2PO3－)≈c(H+)=10-2.7mol/L，H3PO3的一級電離常數(shù) Kal==4.0×10-4；

(2)用NaOH溶液處理含H3PO3廢水所的溶液中存在電荷守恒：c (Na+) + c (H+) = c (OH－)+ c(H2PO3－) + 2c(HPO32-)，結(jié)合c (Na+) =c(H2PO3－) + 2c(HPO32-)，因而c (H+) = c (OH－)，溶液呈中性；

(3) Na2HPO4溶液中，HPO42－水解方程式：HPO42－+ H2O H2PO4－+ OH－，Kh(HPO42－)==1.6×10-7，HPO42－電離方程式：HPO42－= PO43－+ H+，Ka3 = 4.5 ×10-13< Kh(HPO42－) =1.6×10-7，說明HPO42－水解程度大于其電離程度，因而c(H2PO4－)>c(PO43－)，又水解或電離是微弱的，HPO42-的濃度最大，所以c(HPO42－)>c(H2PO4－)>c(PO43－)；

(4)酚酞的變色范圍是 8.2～10.0，結(jié)合圖象知此時H2PO4－物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為δ減少，HPO42-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為δ增加，因而以酚酞為指示劑，當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是H2PO4－ + OH－ = HPO42－ + H2O；

(5)= 2.5×10-4，故溶液中c(Fe3+)：c(Al3+ ) =2.5×10-4。