Question

3．常溫下，H₃PO₄與NaOH溶液反應的體系中，含磷各物種的分布分數（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數）與pH 的關系如圖所示[已知Ca₃（PO₄）₂難溶于水]．下列有關說法不正確的是（　�。�

• A． H₃PO₄的Ka₃=10^-12.2，HPO₄^2-的水解平衡常數為10^-6.8
• B． Na₂HPO₄ 溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl₂ 溶液，溶液則顯酸性
• C． 為獲得盡可能純的NaH₂PO₄，pH應控制在4～5.5左右
• D． pH=13時，溶液中各微粒濃度大小關系為：c（Na⁺）＞c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

Answer 1

分析 A．根據電離方程式HPO₄^2-?PO₄^3-+H⁺，結合各物質的濃度計算，水解常數可以利用離子積常數、電離平衡常數計算得到；
B．Na₂HPO₄溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，生成Ca₃（PO₄）₂沉淀，促進HPO₄^2-的電離；
C．要獲得盡可能純的NaH₂PO₄，pH應控制在4～5.5之間；
D．由圖象可知，在pH=13時，c（HPO₄^2-）＜c（PO₄^3-）．

解答 解：由圖象可知橫坐標每一小格代表0.5個pH單位，則
A．電離方程式為，H₂PO₄^-?HPO₄^2-+H⁺，則H₃PO₄的Ka₂=$\frac{1{0}^{-7.2}×0.5}{0.5}$=10^-7.2，電離方程式為，HPO₄^2-?PO₄^3-+H⁺，H₃PO₄的Ka₃=$\frac{1{0}^{-12.2}×0.5}{0.5}$=10^-12.2，HPO₄^2-的水解平衡常數=$\frac{c（O{H}^{-}）c（{H}_{2}P{{O}_{4}}^{-}）}{c（HP{{O}_{4}}^{2-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{2}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-7.2}}$=10^-6.8，故A正確；
B．Na₂HPO₄溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，生成Ca₃（PO₄）₂沉淀，促進HPO₄^2-的電離，溶液則顯酸性，故B正確；
C．由圖象可知，要獲得盡可能純的NaH₂PO₄，pH應控制在4～5.5之間，故C正確；
D．由圖象可知，pH=12.25時，c（HPO₄^2-）=c（PO₄^3-），在pH=13時，c（HPO₄^2-）＜c（PO₄^3-），故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查酸堿混合的定性判斷和計算，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意把握圖象所給信息，為解答該題的關鍵，難度中等．