Question

12．羥基磷灰石[Ca₅（PO₄）₃OH]是一種重要的生物無機材料．其常用的制備方法有兩種：
方法A：用濃氨水分別調Ca（NO₃）₂和（NH₄）₂HPO₄溶液的pH約為12；在劇烈攪拌下，將（NH₄）₂HPO₄溶液緩慢滴入Ca（NO₃）₂溶液中．
方法B：劇烈攪拌下，將H₃PO₄溶液緩慢滴加到Ca（OH）₂懸濁液中．
3種鈣鹽的溶解度隨溶液pH的變化如上圖所示（圖中縱坐標是鈣離子濃度的對數），回答下列問題：
（1）完成方法A和方法B中制備Ca₅（PO₄）₃OH的化學反應方程式：
①5Ca（NO₃）₂+3（NH₄）₂HPO₄+4NH₃•H₂O=Ca₅（PO₄）₃OH↓+10NH₄NO₃+3H₂O
②5Ca（OH）₂+3H₃PO₄=Ca₅（PO₄）₃OH↓+9H₂O
（2）與方法A相比，方法B的優點是唯一副產物為水，工藝簡單．
（3）方法B中，如果H₃PO₄溶液滴加過快，制得的產物不純，其原因是反應液局部酸性過大，會有CaHPO₄產生．
（4）圖中所示3種鈣鹽在人體中最穩定的存在形式是Ca₅（PO₄）₃OH（填化學式）．
（5）糖沾附在牙齒上，在酶的作用下產生酸性物質，易造成齲齒．結合化學平衡移動原理，分析其原因酸性物質使沉淀溶解平衡：Ca₅（PO₄）₃OH（s）?5Ca²⁺（aq）+3PO₄^3-（aq）+OH^-（aq）向右移動，導致Ca₅（PO₄）₃OH溶解，造成齲齒．

Answer 1

分析 根據原子守恒可以配平反應方程式，方法A與方法B對比，主要是A產物有副產物NH₄NO₃，原子利用率不高．本題后二問要利用平衡思想解決，人體pH基本上在7.39～7.41，所以鈣主要存在形式為Ca₅（PO₄）₃OH，結合其電離平衡可以分析酸會促進其電離而溶解，造成齲齒．
（1）①從守恒的角度可知，5molCa（NO₃）₂、3mol（NH₄）₂HPO₄和4molNH₃•H₂O反應生成1molCa₅（PO₄）₃OH、10molNH₄NO₃和3molH₂O；
②從守恒的角度可知，5molCa（OH）₂和3molH₃PO₄反應生成1molCa₅（PO₄）₃OH和9molH₂O；
（2）與方法A相比，方法B的優點是副產品為水，沒有其它副產品，工藝簡單；
（3）反應液局部酸性過大，會有CaHPO₄產生；
（4）人體pH基本上在7.39～7.41，溶解度越小越穩定；
（5）根據羥基磷灰石[Ca₅（PO₄）₃OH]電離平衡分析酸會促進其電離而溶解，造成齲齒．

解答 解：（1）①從質量守恒的角度思考，5molCa（NO₃）₂、3mol（NH₄）₂HPO₄和4molNH₃•H₂O反應生成1molCa₅（PO₄）₃OH、10molNH₄NO₃和3molH₂O，反應的化學方程式為5Ca（NO₃）₂+3（NH₄）₂HPO₄+4NH₃•H₂O=Ca₅（PO₄）₃OH↓+10NH₄NO₃+3H₂O
故答案為：10NH₄NO₃；3H₂O；
②從質量守恒的角度思考，5molCa（OH）₂和3molH₃PO₄反應生成1molCa₅（PO₄）₃OH和9molH₂O，反應的化學方程式為5Ca（OH）₂+3H₃PO₄=Ca₅（PO₄）₃OH↓+9H₂O，
故答案為：Ca₅（PO₄）₃OH↓+9H₂O；
（2）與方法A相比，方法B的優點是副產品為水，沒有其它副產品，工藝簡單，
故答案為：唯一副產物為水，工藝簡單；
（3）方法B中，如果H₃PO₄溶液滴加過快，會導致局部酸性過大，生成CaHPO₄，制得的產物不純，
故答案為：反應液局部酸性過大，會有CaHPO₄產生；
（4）人體pH基本上在7.39～7.41，所以鈣主要存在形式為Ca₅（PO₄）₃OH，
故答案為：Ca₅（PO₄）₃OH；
（5）反應平衡：Ca₅（PO₄）₃OH（s）?5Ca²⁺（aq）+3PO₄^3-（aq）+OH^-（aq），酸性物質使沉淀溶解向右移動，導致Ca₅（PO₄）₃OH溶解，造成齲齒，
故答案為：酸性物質使沉淀溶解平衡：Ca₅（PO₄）₃OH（s）?5Ca²⁺（aq）+3PO₄^3-（aq）+OH^-（aq）向右移動，導致Ca₅（PO₄）₃OH溶解，造成齲齒．

點評 本題考查學生對難溶電解質的溶解平衡和酸堿反應的了解，考查學生書寫化學反應方程形式的能力、讀圖解析和方案評價能力，以及化學平衡知識的綜合應用能力，題目難度中等．