Question

磷酸鹽骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性．醫(yī)藥工業(yè)利用共沉淀原理，通過控制Ca與P物質(zhì)的量比

n(Ca)

n(P)

制備相應(yīng)產(chǎn)品[Ca₅（PO₄）₃OH和Ca₃（PO₄）₂的

n(Ca)

n(P)

分別為1.67和15]流程如圖：（注：Ca₅（PO₄）₃OH和Ca₃（PO₄）₂和CaHPO₄均難溶于水；Ca（H₂ PO₄）₂溶液pH＜7）

下表為

n(Ca)

n(P)

=1.5時，不同pH值制得濾餅的產(chǎn)率以及分析結(jié)果：

PH值	6.8	7.2	8.0	9.0	10.0
產(chǎn)率（%）	92.6	95.3	96.7	94.6	95.6
N(Ca) n(P)	1.51	1.50	1.51	1.52	1.52

（1）流程中強調(diào)“滴加速度100mL/45min的作用是

 

．流程中調(diào)pH選氨水，不選生石灰或石灰乳的理由是

 

．
（2）從表中數(shù)據(jù)分析生成Ca₃（PO₄）₂時，“pH=x”中的x的最佳取值為

 

，濾餅的化學(xué)成分Ca₅（PO₄）₃OH、Ca₃（PO₄）₂和CaHPO₄和

 

．
（3）酸性條件下產(chǎn)率偏低的原因是

 

．
（4）“高溫煅燒”濾餅，化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（5）下圖是生產(chǎn)羥基磷灰石時得到的實驗曲線，依據(jù)圖上信息計算磷的初始濃度為0.70mmol/L，pH=10.0條件下反應(yīng)前10min內(nèi)磷的沉淀速率為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）滴加速度較慢，可以使混合物充分接觸；根據(jù)對

n(Ca)

n(P)

的影響分析；
（2）根據(jù)

n(Ca)

n(P)

的值，及產(chǎn)率綜合分析；根據(jù)反應(yīng)物判斷濾餅的化學(xué)成分；
（3）酸性條件下易生成可溶性的Ca（H₂PO₄）₂；
（4）高溫下，CaHPO₄與CaCO₃反應(yīng)生成Ca₃（PO₄）₂；
（5）根據(jù)圖可知pH=10.0條件下，磷的沉淀率為80%，根據(jù)v=

△c

t

計算．

解答： 解：（1）滴加速度較慢，可以使混合物充分接觸，所以滴加速度100mL/45min的作用是使反應(yīng)物充分接觸；流程中調(diào)pH選氨水，不選生石灰或石灰乳，是因為生石灰或石灰乳能增大鈣離子的濃度，會改變

n(Ca)

n(P)

；
故答案為：使反應(yīng)物充分接觸；若選擇生石灰或石灰乳調(diào)節(jié)PH會改變

n(Ca)

n(P)

；
（2）當(dāng)PH=7.2，

n(Ca)

n(P)

=1.5時，Ca與P恰好為3：2，符合Ca₃（PO₄）₂中Ca與P的比例，此時產(chǎn)率較高，所以選擇PH=7.2；已知反應(yīng)物為（NH₄）₂HPO₄、NH₄HCO₃、Ca（NO₃）₂，所以濾餅的化學(xué)成分為Ca₅（PO₄）₃OH、Ca₃（PO₄）₂、CaHPO₄和CaCO₃，
故答案為：7.2；CaCO₃；
（3）酸性條件下易生成可溶性的Ca（H₂PO₄）₂，造成鈣、磷的流失；故答案為：酸性條件下，容易造成鈣的流失；
（4）高溫下，CaHPO₄與CaCO₃反應(yīng)生成Ca₃（PO₄）₂，其反應(yīng)的方程式為：2CaHPO₄+CaCO₃

高溫  .

Ca₃（PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
故答案為：2CaHPO₄+CaCO₃

高溫  .

Ca₃（PO₄）₂+CO₂↑+H₂O；
（5）根據(jù)圖可知pH=10.0條件下，磷的沉淀率為80%，磷的初始濃度為0.70mmol/L，則反應(yīng)的量為0.70mmol/L×80%=0.56mmol/L，
則v=

△c

t

=

0.56mmol/L

10min

=0.056mmol/（L?min）；
故答案為：0.056mmol/（L?min）．

點評：本題考查了鈣磷形成化合物的性質(zhì)，涉及物質(zhì)的制備、反應(yīng)速率的計算、方程式的書寫等，題目難度中等，注意對表格數(shù)據(jù)及圖象的分析利用．