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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 单质磷及其化合物 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是一种重要的生物无机材料，其常用的制备方法有两种：方法A：用浓氨水分别调Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液的pH约为12；在剧烈搅拌下，将(NH4)2HPO4溶液缓慢滴入Ca(NO3)2溶液中．方法B：剧烈搅拌下，将H3PO4溶液缓慢滴加到Ca(OH)2悬浊液中．

    3种钙盐的溶解度随溶液pH的变化如上图所示(图中纵坐标是钙离子浓度的对数)，回答下列问题：
    (1)完成方法A和方法B中制备Ca5(PO4)3OH的化学反应方程式
    ①5Ca(NO3)2＋3(NH4)2HPO4＋4NH3·H2O=== Ca5(PO4)3OH↓＋________＋________.
    ②5Ca(OH)2＋3H3PO4===________.
    (2)与方法A相比，方法B的优点是________．
    (3)方法B中，如果H3PO4溶液滴加过快，制得的产物不纯，其原因是________________________．
    (4)图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是________(填化学式)．
    (5)糖黏附在牙齿上，在酶的作用于下产生酸性物质，易造成龋齿，结合化学平衡移动原理，分析其原因____________________________________．
    本题信息：2011年同步题化学实验题难度较难 来源:杨云霞
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本试题 “羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是一种重要的生物无机材料，其常用的制备方法有两种：方法A：用浓氨水分别调Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液的pH约为12；在剧烈搅拌下，将(...” 主要考查您对

单质磷及其化合物

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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磷在自然界中的存在:

自然界中没有游离态的磷，磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中。磷和氮一样，是构成蛋白质的成分之一。动物的骨骼、牙齿和神经组织，植物的果实和幼芽，生物的细胞里都含有磷，磷对维持生物体正常的生理机能起着重要的作用。


磷的物理性质:

磷的单质有多种同素异形体，其中常见的是白磷和红磷。白磷和红磷的主要性质如下表。

特别提醒白磷遇光会逐渐变为黄色。因此，白磷又称黄磷，白磷的颜色往往表述为“白色或黄色”。

白磷和红磷的化学性质:

白磷和红磷都能在空气或氧气中燃烧，燃烧产物一般是五氧化二磷，且反应放出大量的热，4P+5O22P2O5

磷的用途:

白磷和红磷有许多用途，如都可用于制造纯度较高的磷酸；白磷可用于制造燃烧弹、烟幕弹等；红磷可用于制农药、安全火柴等。


白磷和红磷的分子结构:

白磷的分子组成为P4，分子的空间构型为正四面体(如图A)。红磷的结构较复杂，有人认为红磷是P4分子断裂一个键后相互结合形成的长链状分子(如图B)．

特别提醒白磷和红磷的化学式通常都写为P。


磷的化合物:

 (1)五氧化二磷:
五氧化二磷的分子式为，通常写为，分子的空间构型如图所示。

五氧化二磷通常为白色固体，由磷在空气中燃烧生成， 632K时升华。
五氧化二磷是典型的酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。
五氧化二磷很易跟水反应，跟冷水反应生成偏磷酸，跟热水反应生成磷酸，反应放出大量的热。

五氧化二磷的强亲水性决定了它可用作干燥剂。五氧化二磷是一种固态、酸性、无强氧化性的干燥剂，干燥能力非常强。
(2)磷酸:
磷酸为三元中强酸，属于弱电解质，易溶于水，在水中分三级电离。

纯磷酸是无色晶体，熔点为315K．沸点较高，可溶于水。
磷酸无强氧化性，具有酸的通性。为了避免Br-、 I-被氧化，可用浓磷酸代替浓硫酸在实验室中制备HBr和HI。
(3)磷酸盐:
磷酸是三元酸，对应的盐有正盐和酸式盐： .


实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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