Можно ли разложить волновую функцию свободной частицы в ряд по оператору координаты?
Можно. Да Вы и написали такое разложение.
-- Ср авг 02, 2017 16:08:02 --Не будет ли это противоречить принципу неопределенности, 
Нет. У Вас же и получилось, что 

 для самых разных 

. Это и значит, что при определенном импульсе (была взята такая исходная функция) координата полностью неопределенна: 

 для ВСЕХ 

, и более того, все значения координаты равновероятны, ибо все 

 (для любого 

) равны между собой.