答题有奖！元素传承人之钙元素

我是元素传承人

中国人民大学化学与生命资源学院2025-2026学年元素传承人答题竞赛活动正式开启！2025级本科生在修读元素无机化学专业课程的基础上，深入了解了特定元素在自然界中的存在形式、各类物理化学性质，以及它在人类社会发展中所发挥的重要作用。每位传承人基于所学知识，根据元素的理化性质、存在形式、发现历史、实际应用、趣味故事等内容，形成由5-15道单项选择题组成的竞赛试题。全院本科生均可参加竞赛答题！学期末，学院将汇总所有参与答题者的答题成绩并进行排序，各年级成绩优秀者可获得学院准备的精美奖品！

1. 磷的硫化物P₄S₃的结构可视为P₄四面体中部分P-P键被硫桥取代。该分子中含有的P-P键数目是？

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

解析： P₄S₃保持P₄的基本四面体骨架，3个硫原子插入到三条P-P边上形成P-S-P桥，留下3条P-P边未被取代。因此分子中存在3根P-P键。

2. 两种磷的氯化物X和Y，X在室温下为气态，Y在室温下为固态。固态Y由两种离子构成，它们的空间构型分别是？

A. 四面体和八面体

B. 四面体和四方锥

C. 三角双锥和八面体

D. 四面体和平面四边形

解析： X为PCl₃（三角锥，sp³，气态）；Y为PCl₅，但其固态形式是[PCl₄]⁺[PCl₆]^-。[PCl₄]⁺为四面体，[PCl₆]^-为八面体。

3. 农民在粮仓里投放一种灰色片剂防虫，并被告知绝对不能受潮。某年雨季，一户人家全家中毒，特征是喉头水肿、呼吸困难。片剂遇水反应的产物与人体中毒机理是？

A. 生成PCl₃，引起呼吸道灼伤

B. 生成PH₃，抑制细胞色素c氧化酶，造成细胞内窒息

C. 生成P₂O₅，遇水放热烫伤呼吸道

D. 生成H₃PO₄酸雾，腐蚀肺泡

解析： 灰色片剂为磷化铝AlP，遇水反应：AlP+3H₂O→PH₃↑+Al(OH)₃。PH₃是强烈的线粒体呼吸毒剂，抑制细胞色素c氧化酶，细胞无法利用氧，导致内窒息。中毒者感到胸闷、喉头水肿、呼吸困难。

4. 中世纪欧洲沼泽地夜间常有蓝绿色火焰飘动，民间称为“鬼火”。现代科学解释是尸体腐烂产生的某种磷化合物自燃，引燃了甲烷。这种能在室温空气中自燃的磷化合物是？

A. 磷化氢

B. 联膦（二磷烷）

C. 三氯化磷

D. 五氧化二磷

解析： 尸体腐烂时骨骼中的磷酸盐被厌氧菌还原，生成少量PH₃和P₂H₄（联膦）。PH₃在空气中不自燃，但P₂H₄极不稳定，室温接触空气即自燃，进而点燃PH₃和甲烷，形成“鬼火”。

5. P₄O₁₀是已知最强干燥剂之一，甚至能把浓硫酸脱水变成SO₃。它吸水能力超强的根本原因是？

A. P₄O₁₀是固体粉末，吸附面积大

B. 生成H₃PO₄时形成P=O键，键能极大，反应放热多且不可逆

C. P₄O₁₀遇水放出大量气泡，加速吸收

D. P₄O₁₀本身是酸性氧化物

解析：P=O键键能约544 kJ/mol，生成焓极负。P₄O₁₀加水生成H₃PO₄的ΔG远小于零，热力学驱动力巨大。与其说是“吸”水，不如说是与水发生了强烈且不可逆的化学反应。

6.检验PO₄^3-时，常用的“磷钼酸铵法”产生的黄色沉淀成分是？

A. (NH₄)₃PO₄·MoO₃

B. (NH₄)₃PMo₁₂O₄₀

C. (NH₄)₃HPMo₁₂O₄₀

D. (NH₄)₃PO₄·12MoO₃

解析： 反应为H₃PO₄+12(NH₄)₂MoO₄+21HNO₃→(NH₄)₃PMo₁₂O₄₀↓ + 21NH₄NO₃+ 12H₂O，产物为磷钼酸铵黄色沉淀，含P:Mo=1:12的Keggin结构杂多酸盐。