Question

3．常温下，H₃PO₄与NaOH溶液反应的体系中，含磷各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH 的关系如图所示[已知Ca₃（PO₄）₂难溶于水]．下列有关说法不正确的是（　　）

• A． H₃PO₄的Ka₃=10^-12.2，HPO₄^2-的水解平衡常数为10^-6.8
• B． 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
• C． 为获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制在4～5.5左右
• D． pH=13时，溶液中各微粒浓度大小关系为：c（Na⁺）＞c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

Answer 1

分析 A．根据电离方程式HPO₄^2-?PO₄^3-+H⁺，结合各物质的浓度计算，水解常数可以利用离子积常数、电离平衡常数计算得到；
B．Na₂HPO₄溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，生成Ca₃（PO₄）₂沉淀，促进HPO₄^2-的电离；
C．要获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制在4～5.5之间；
D．由图象可知，在pH=13时，c（HPO₄^2-）＜c（PO₄^3-）．

解答 解：由图象可知横坐标每一小格代表0.5个pH单位，则
A．电离方程式为，H₂PO₄^-?HPO₄^2-+H⁺，则H₃PO₄的Ka₂=$\frac{1{0}^{-7.2}×0.5}{0.5}$=10^-7.2，电离方程式为，HPO₄^2-?PO₄^3-+H⁺，H₃PO₄的Ka₃=$\frac{1{0}^{-12.2}×0.5}{0.5}$=10^-12.2，HPO₄^2-的水解平衡常数=$\frac{c（O{H}^{-}）c（{H}_{2}P{{O}_{4}}^{-}）}{c（HP{{O}_{4}}^{2-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{2}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-7.2}}$=10^-6.8，故A正确；
B．Na₂HPO₄溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，生成Ca₃（PO₄）₂沉淀，促进HPO₄^2-的电离，溶液则显酸性，故B正确；
C．由图象可知，要获得尽可能纯的NaH₂PO₄，pH应控制在4～5.5之间，故C正确；
D．由图象可知，pH=12.25时，c（HPO₄^2-）=c（PO₄^3-），在pH=13时，c（HPO₄^2-）＜c（PO₄^3-），故D错误；
故选D．

点评 本题考查酸碱混合的定性判断和计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握图象所给信息，为解答该题的关键，难度中等．