簡單磷酸鹽性質(zhì)的探究及解析

劉艷+黎炯+趙玉軍

[摘 要]磷酸鹽是很重要的化學(xué)物質(zhì)，在生產(chǎn)、生活中都有廣泛應(yīng)用。簡單磷酸鹽是指正磷酸的各種鹽：M3PO4，M2HPO4和MH2PO4（M為一價金屬離子）。通過實驗探究，可以得出簡單磷酸鹽的酸堿性、穩(wěn)定性及與其他鹽的反應(yīng)規(guī)律，并用無機化學(xué)基本原理進行討論、分析，以期對磷酸鹽的教學(xué)提供幫助。

[關(guān)鍵詞]簡單磷酸鹽；性質(zhì)；實驗探究；pH值

[中圖分類號] O6-399 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）04-0030-03

磷的含氧酸鹽按氧化值不同可分為磷酸鹽（P，Ⅴ），亞磷酸鹽（P，Ⅲ）和次磷酸鹽（P，Ⅰ）等，在這些含氧酸鹽中，以P（Ⅴ）的含氧酸鹽最重要，其又可依聚合度不同分為正、偏、聚、焦磷酸鹽等。正磷酸鹽屬于簡單磷酸鹽，包括磷酸正鹽（M3PO4，M為一價陽離子）、磷酸氫鹽（M2HPO4）和磷酸二氫鹽（MH2PO4）。

由于簡單磷酸鹽之間性質(zhì)存在較大的差異，教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對兩種酸式鹽的性質(zhì)及與正鹽的區(qū)別往往存在知其然不知其所以然的現(xiàn)象。尤其是簡單磷酸鹽和酸、堿、鹽的反應(yīng)規(guī)律，一直以來都是磷酸鹽教學(xué)及學(xué)習(xí)中的難點問題。當(dāng)前，對于Na2HPO4及NaH2PO4和AgNO3反應(yīng)的規(guī)律仍存在不同認識。鑒于此，本文通過對磷酸鹽的酸堿性、穩(wěn)定性以及磷酸鹽與硝酸銀、氯化鈣的反應(yīng)的實驗探究，以檢測溶液的pH值為突破口進行分析歸納和總結(jié)，得出反應(yīng)規(guī)律，給出理論依據(jù)，旨在對磷酸鹽的教學(xué)提供一定幫助。

一、磷酸鹽的酸堿性

1.實驗過程：分別量取10mL 0.1mol/L的Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4于50mL燒杯中，用pH計分別檢測溶液的pH值，多次測定，記錄數(shù)據(jù)（如表1）。

2.結(jié)果討論：從表3可看出：Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液與氯化鈣溶液反應(yīng)時，其溶液的pH值變化相較于與AgNO3溶液反應(yīng)變化幅度要大一些，且實驗中發(fā)現(xiàn)，向NaH2PO4和Na2HPO4與氯化鈣反應(yīng)后的溶液中加氨水會導(dǎo)致沉淀量明顯增多，其原因：

2Na3PO4 +3CaCl2 = Ca3（PO4）2↓+6NaCl

Na3PO4溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)時，隨著氯化鈣溶液的加入，Na3PO4溶液的濃度減小，生成磷酸鈣沉淀，而NaCl呈中性，因此，該溶液的最后pH值～7。

Na2HPO4溶液和氯化鈣溶液反應(yīng)時，由于CaHPO4沉淀的溶解度與Ca3（PO4）2沉淀的溶解度相差不大，當(dāng)Ca2+進入溶液，將直接與 HPO42-反應(yīng)生成CaHPO4沉淀，由于HPO42-可電離生成PO43-，也會有少量Ca2+和PO43-反應(yīng)生成的Ca3（PO4）2沉淀，因此，最后生成的沉淀為CaHPO4沉淀和少量的Ca3（PO4）2沉淀的混合物。加氨水后，磷酸氫鈣沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿徕}沉淀，導(dǎo)致沉淀量增多。因此，Na2HPO4溶液和氯化鈣溶液的反應(yīng)方程式為：

Na2HPO4+CaCl2 = CaHPO4↓+2NaCl

NaH2PO4溶液和氯化鈣溶液混合則沒有沉淀生成，這是由于溶液中極其微量的PO43-和HPO42-均不足以生成相應(yīng)的沉淀。加入氨水后，H2PO4-被中和為PO43-，所以會看到大量沉淀產(chǎn)生。

由上述簡單磷酸鹽與兩種鹽的反應(yīng)結(jié)果可看出，反應(yīng)究竟是平衡移動占主導(dǎo)還是直接發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，關(guān)鍵要看與溶液中同時存在的幾種陰離子所對應(yīng)的鹽的溶解度的相對大小，反應(yīng)總是朝向有利于生成溶解度更小的物質(zhì)。

四、結(jié)語

本文通過對磷酸鹽的酸堿性、磷酸鹽的穩(wěn)定性以及磷酸鹽和硝酸銀、氯化鈣反應(yīng)的實驗探究，初步建立了以檢測溶液pH值判斷反應(yīng)規(guī)律的實驗方法，并用有關(guān)無機化學(xué)基本原理對所得結(jié)論進行討論、分析，有利于加深對簡單磷酸鹽的性質(zhì)的理解。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 吉林大學(xué)等校編.無機化學(xué).武漢大學(xué)（下冊）[M].北京：高等教育出版社，2003：719.

[2] 嚴(yán)宣申.化學(xué)實驗的啟示與科學(xué)思維的訓(xùn)練[M].北京：北京大學(xué)出版社，1993：20-22.

[責(zé)任編輯：羅 艷]