Question

3．已知Ca₃（PO₄）₂與SiO₂、C高溫共熱可以反應(yīng)得到CaSiO₃、P₄蒸氣和CO．反應(yīng)如下：
Ca₃（PO₄）₂+SiO₂+C$\stackrel{高溫}{→}$CaSiO₃+P₄↑+CO↑
（1）配平該反應(yīng)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目．
2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂+10C$\stackrel{高溫}{→}$6CaSiO₃+1P₄↑+10CO↑
（2）該反應(yīng)中被還原的元素是p，氧化產(chǎn)物是CO．
（3）每消耗24.0g碳時(shí)，有4N_A個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成P₄24.8g．
（4）反應(yīng)所得混合氣體，折算成標(biāo)況下，其氣體密度為1.64g/L（保留兩位小數(shù)）．與該反應(yīng)中涉及到的磷元素相同主族的氮元素，是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因．若某污水中NH₄Cl含量為180mg/L．
（5）寫出NH₄Cl的電子式．
（6）為除去廢水中的NH₄⁺，向10³L該污水中加入0.1mol/LNaOH溶液，發(fā)生如下反應(yīng)：NH₄⁺+OH^-→NH₃+H₂O．則理論上需要NaOH溶液的體積為33.64L（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）在此反應(yīng)中Ca₃（PO₄）₂中P元素價(jià)態(tài)從+5降低到0價(jià)的P₄，化合價(jià)降低了20，C從0價(jià)升高到+2價(jià)的CO，化合價(jià)升高了+2價(jià)，最小公倍數(shù)為20，故P₄前系數(shù)為1，CO前系數(shù)為10，并根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平；
（2）據(jù)Ca₃（PO₄）₂中P元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為0，化合價(jià)降低，故為氧化劑，氧化劑具有氧化性被還原得到的是還原產(chǎn)物P₄分析；
（3）結(jié)合元素化合價(jià)的變化及電子守恒來計(jì)算；
（4）據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算；
（5）氯化銨為離子晶體，由氨根離子與氯離子通過離子鍵結(jié)合在一起；
（6）由    NH₄Cl～～～～～NaOH，
                  53.5g                     1mol
 180mg/L×10³ L×10³ g/mg   0.1mol/L×V，解之得：污水中的氨氣被空氣帶走，有利于NH₃•H₂O?NH₃+H₂O的平衡正向移動(dòng)；

解答 解：（1）在此反應(yīng)中Ca₃（PO₄）₂中P元素價(jià)態(tài)從+5降低到0價(jià)的P₄，化合價(jià)降低了20，C從0價(jià)升高到+2價(jià)的CO，化合價(jià)升高了+2價(jià)，最小公倍數(shù)為20，故P₄前系數(shù)為1，CO前系數(shù)為10，并根據(jù)原子守恒配平，故方程式2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂+10C$\stackrel{高溫}{→}$6CaSiO₃+P₄↑+10CO↑故方程式前面的系數(shù)為：2；6；10；6；1；10；單線橋表示
故答案為：2；6；10；6；1；10；
               
（2）據(jù)Ca₃（PO₄）₂中P元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為0，化合價(jià)降低，故作氧化劑，又因?yàn)檠趸瘎┚哂醒趸�性被還原，故P元素被還原；C元素由0價(jià)升高到+2價(jià)的
CO，化合價(jià)升高，做還原劑，得到的CO是氧化產(chǎn)物，
故答案為：P；CO；
（3）（3）每消耗24.0g碳時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為$\frac{24g}{12g/mol}$×（2-0）=4mol，N=nN_A=4N_A，由反應(yīng)可知，消耗10molC生成1molP₄，其質(zhì)量為0.2mol×124g/mol=24.8g
故答案為：4N_A；24.8；
（4）（4）由反應(yīng)可知，混合氣體的質(zhì)量為24.8g+2mol×28g/mol=80.8g，標(biāo)況下體積為2.2mol×22.4L/mol=49.28L，所以密度為$\frac{80.8g}{49.28g/L}$=1.64g/L
故答案為：1.64
（5）氯化銨是離子化合物，由氨根離子與氯離子構(gòu)成，電子式為：，
故答案為：；
（6）由        NH₄Cl～～～～～NaOH，
                     53.5g                     1mol
 180mg/L×10³ L×10³ g/mg   0.1mol/L×V，
$\frac{53.5}{180}$=$\frac{1}{0.1V}$解之得：V=33.64L
故答案為：33.64．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)及計(jì)算，明確反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化是解答本題的關(guān)鍵，（4）為計(jì)算的難點(diǎn)，題目難度中等．