碱式磷酸钙Ca10(PO4)6(OH)2]又名羟基磷酸钙，工业上叫羟基磷酸钙，工业上叫羟基...

碱式磷酸钙Ca10(PO4)6(OH)2]又名羟基磷酸钙，工业上叫羟基磷酸钙，工业上叫羟基磷灰石或羟磷灰石，是人的牙齿中比较坚硬的物质(排第二)，也是骨骼的主要组成成分·在水中有微弱的溶解，这是牙齿损坏的主要原因。氟磷酸钙也称氟磷灰石，它的化学式为Ca10(PO4)6F2,是牙表面牙釉的主要成分。回答下列问题

（1）基态钙原子的价层电子接布式为__。基态磷原子的未成对电子数为____

（2）碱式磷酸钙中含氧酸根离子中的中心原子的杂化类型是___________，含氧酸根离子的空间构型为_______

（3）氢氟酸溶液中存在:2HFH2F2，H2F2为一元酸，则氢氟酸溶液中含氟阴离子是____，(填离子符号)。氢氟酸中存在H2F2的原因是__.与H2F+互为等电子体的分子是__(写出一个即可)。

（4）O、F、P的电负性由小到大的顺序为_________

（5）NH3和PH3的构型相似,NH3的键角略大于PH。从原子结构角度解释其原因:_______

（6）CaF2晶胞如图所示。位于体内的粒子的配位数为______

已知:氟化钙晶体密度为ρg/cm3,NA代表阿伏加德罗常数的值。氟化钙品体中Ca2+和F-之间最近核间距(d)为_________________pm(只要求列出CaF2晶体结构计算式即可)。

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碱式磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2],工业上叫羟基磷灰石或羟磷灰石,是人的牙齿中比较坚硬的物质，在水中有微弱的溶解，这是牙齿损坏的主要原因。氟磷酸钙也称氟磷灰石,它的化学式为Ca10(PO4)6F2,是牙表面牙釉的主要成分。

回答下列问题：

(1)基态钙原子的价层电子排布式为____________。基态磷原子的未成对电子数为______________。

(2)碱式磷酸钙中含氧酸根离子的中心原子杂化类型是______________________,含氧酸根离子的空间构型为______________；

(3)氢氟酸溶液中存在：2HFH2F2,H2F2为一元酸，则氢氟酸溶液中含氟阴离子是______________(填离子符号)。氢氟酸中存在H2F2的原因是______________________________________________。与H2F+互为等电子体的分子是________________(写出一个即可)。

(4)O、F、P的电负性由小到大的顺序为______________。

(5)NH3和PH3的构型相似,NH3的键角略大于PH3 ,从原子结构角度解释其原因：________________。

(6)CaF2晶胞如图所示。位于体内的粒子的配位数为______________。

已知：氟化钙晶体密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。

氟化钙晶体中Ca2+和F-之间最近核间距(d)为______________pm(只要求列出计算式即可)。

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人体中的钙元素主要存在于骨骼和牙齿中，以羟基磷酸钙晶体[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]形式存在，其相对分子质量为1004。牛奶含钙丰富又易吸收，且牛奶中钙和磷比例合适，是健骨的理想食品。如图是某乳业公司纯牛奶包装标签的部分文字。请仔细阅读后回答下列问题。

(1)包装标签上脂肪≥3.3 g，是指100 mL牛奶中，含脂肪的质量至少为3.3 g。那么一盒牛奶至少含钙多少克？(保留到0.01 g)

(2)求羟基磷酸钙中钙元素的质量分数(保留到0.1%)。

(3)若人体每天至少需要0.6 g钙，且这些钙有90%来自牛奶，则一个人每天至少要喝多少盒牛奶？

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（12分）羟基磷灰石（化学式为Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，简称HA）是一种重要的生物材料。用磷酸与氢氧化钙制备HA的流程如下：

（1）配制石灰乳时，用广泛pH试纸测定溶液的pH值，操作方法是________。

（2）步骤②中适宜的加热方法是________。

（3）步骤②、③中必须充分搅拌，其目的是

________。

（4）步骤④中需将生成的白色胶状沉淀过滤，再用蒸馏水洗涤数次，洗涤的目的是________。

（5）实验②中滴入磷酸时，pH随“磷酸的用量与理论量比值”（用K表示）的变化如右图，需要严格控制滴定速率的阶段是________。（用K的范围表示）

（6）氢氧化钙与磷酸中和生成HA的化学方程式是________。

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牙釉质的主要成分羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]在水中能极少溶解Ca10(PO4)6(OH)2(s) 10Ca2+(aq)+6PO43-(aq)+2OH-(aq)，已知25℃时Ksp[Ca10(PO4)6(OH)2]=2.3510-59，     Ksp[Ca10(PO4)6F2]=7.110-61，Ksp[CaCO3]=510-9，Ksp[CaF2]=410-11，下列说法不正确是（    ）

A．口腔内残留食物会发酵使口腔呈酸性，所以饭后、睡前应该要漱口

B．饮用水中氟元素含量较低的地区使用含氟牙膏可有效防止龋齿

C．25℃时饱和CaCO3溶液和饱和CaF2溶液相比，后者c(Ca2+)较大

D．25℃时，在CaCO3悬浊液中加入NaF溶液后，CaCO3不可能转化为CaF2

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Ⅰ.羟基磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2]具有优良的生物相容性和生物活性，它在口腔保健中具有重要作用，可以防止龋齿等，回答下列问题。

（1）Ca10(PO4)6(OH)2中，元素的电负性按由大到小的顺序依次是___。

（2）上述元素都能形成氢化物，其中PH3与同主族元素N形成的氢化物的键角关系是PH3___NH3(填“＞”或“＜”)，PO43-离子空间构型是___。

（3）现已合成含钙的全氮阴离子盐，其中阴离子N5-为平面正五边形结构，N原子的杂化类型是___。

（4）碳酸钙的分解温度远高于碳酸镁，其原因是___。

（5）黑磷是磷的一种同素异形体，与石墨烯类似，其晶体结构片段如图1所示：其中最小的环为6元环，每个环平均含有___个P原子。

Ⅱ.钴是人体不可或缺的微量元素之一。Co、Al、O形成的一种化合物钴蓝晶体结构如图2所示。

（6）基态Co原子的价电子排布式为___。该立方晶胞由4个I型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为___，NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为___ g·cm-3(列计算式)。

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磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种高效复合肥。工业上以羟磷灰石精矿[主要成分是Ca5(PO4)3OH，还含有少量石英和氧化铁等杂质]为原料，生产磷酸二氢钾的流程如下：

(1)“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为___________________________________________________。

该过程若用硫酸代替盐酸，磷酸的产率明显降低，其原因是___________________________________。

(2)“反应”中加入有机碱——三辛胺(TOA)的目的是____________________________________________。

(3)“反应”中，三辛胺的用量会影响溶液的pH。水溶液中H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-的分布分数δ随pH的变化如右图所示。

①“反应”中，当pH＝____时，停止加入三辛胺。

②使用pH试纸测定溶液pH的操作是_____________________________________________。

(4)查阅资料可知：①磷酸三丁酯、二(2乙基己基)磷酸都是难溶于水的液态有机物。

②磷酸三丁酯对H3PO4和Fe3＋有较强的萃取作用。

③二(2乙基己基)磷酸仅对Fe3＋有较强的萃取作用。

请根据题中信息，补充完整“提纯”步骤的实验方案：向“制酸”所得粗磷酸中加入活性炭，________________，向有机层中加入蒸馏水，振荡、静置，分液取水层，得到稀磷酸。[实验中须使用的试剂有：二(2乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯]

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Ca10(PO4)6(OH)2(羟基磷酸钙，简写HAP)是一种新型的环境功能矿物材料，可用于除去水体中的F-、Cd2+、Pb2+ 及Cu2+等。

（1）制备HAP的步骤如下：分别配制250mL浓度均为0.5 mol·L-1的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液(pH约为8)，按n(Ca)/n(P)=1.67分别量取相应体积的溶液，加热至50℃,不断搅拌下，按特定的方式加料，强力搅拌1h,再经后续处理得到产品。

①特定的加料方式是__________ (填序号)。

a．将Ca(NO3)2溶液逐滴滴入(NH4)2HPO4溶液中， 再用氨水调节pH至10.5

b．将(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入Ca(NO3)2溶液中，再用氨水调节pH至10.5

c．将(NH4)2HPO4溶液和氨水混合并调节pH至10.5，再滴入Ca(NO3)2溶液

②反应生成Ca10(PO4)6(OH)2的离子方程式为__________。

（2）HAP脱除F-的操作是：在聚四氟乙烯烧杯中加入50mL 10mg·L-1NaF溶液和0.15gCa10(PO4)6(OH)2,在恒温下振荡，每隔1h测定一次溶液中F-浓度，直至达到吸附平衡。

①实验中“烧杯”材质用“聚四氟乙烯”塑料而不用玻璃，其原因是__________。

②除氟反应形式之一是： Ca10(PO4)6(OH)2+20F-10CaF2+6PO43-+2OH-，该反应的平衡常数K=__________[用Ksp(CaF2)和Ksp(HAP)表示]。

（3）HAP脱除Pb(Ⅱ)包括物理吸附和溶解-沉淀吸附。物理吸附时，HAP的特定位可吸附溶液中某些阳离子;溶解-沉淀吸附的机理为：

Ca10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)10Ca2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l)(溶解)

10Pb2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l)Pb10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)(沉淀)

已知Pb(Ⅱ)的分布分数如图-1所示;一定条件下HAP对Pb(1)平衡吸附量与pH的关系如图-2所示。

①能使甲基橙显红色的Pb(Ⅱ)溶液中滴入少量NaOH至溶液呈中性，该过程中主要反应的离子方程式为__________。

②当pH<3.0时，pH越小HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量稍减小，其原因是__________。

③当pH> 7.0时，生成的沉淀为__________(填化学式);此时pH越大HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量越小，其原因是__________。

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[化学——选修2：化学与技术]（15分）磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。图（a）为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图（b）是热法磷酸生成过程中由磷灰石制单质磷的流程。

图（a）

图（b）

部分物质的相关性质如下：

回答下列问题：

（1）世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的　　　　 ℅。

（2）以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca3F(PO4)3反应的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　 。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石，最多可制得85℅的商品磷酸　　　　　　　　 吨。

（3）如图(b)所示，热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是：　　　　 (填化学式)冷凝塔1的主要沉积物是：　　 冷凝塔2的主要沉积物是：

（4）尾气中主要含有　　　　　　　 ，还含有少量PH3、H2S和HF等，将尾气先通入纯碱溶液，可除去　　　 ；再通入次氯酸钠溶液，可除去　　　　　　　　 (均填化学式)

（5）相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是：　　　　　　　　 。

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