Question

15．亞磷酸（H₃PO₃，二元中強(qiáng)酸）及其鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用．
已知：25℃時(shí)，亞磷酸（H₃PO₃）的K_a1=5×10^-2，K_a2=2.5×10^-7
（1）亞磷酸（H₃PO₃）具有強(qiáng)還原性，可被陰離子氧化為磷酸．則該反應(yīng)的離子方程式為H₃PO₃+2Ag⁺+H₂O=H₃PO₄+2Ag+2H⁺．
（2）試從電離平衡移動(dòng)的角度解釋K_a1、K_a2差異原因亞磷酸第一步電離產(chǎn)生的氫離子抑制了亞磷酸的第二步電離，所以第一步電離的K_a1遠(yuǎn)大于第二步電離的K_a2．
（3）在稀溶液中H₃PO₃（aq）?H₂PO₃^-（aq）+H⁺（aq）△H=akJ/mol
H₂PO₃^-（aq）?HPO₃^2-（aq）+H⁺（aq）△H=bkJ/mol
H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=ckJ/mol
H₃PO₃（aq）+2NaOH（aq）?Na₂HPO₃（aq）+2H₂O（l）△H=a+b+2ckJ/mol
（4）亞磷酸氧鈉可使碘水褪色，25℃時(shí)，NaH₂PO₃水解反應(yīng)的K_b=2×10^-13，若向NaH₂PO₃溶液中加入少量的I₂，則溶液中$\frac{c（{H}_{3}P{O}_{3}）}{c（{H}_{2}P{O}_{3}^{-}）}$將增大 （填“增大”、“減小”或“不變”）．
（5）電解Na₂HPO₃溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：
①a為電源正極（填“正”或“負(fù)”）產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為2H⁺+HPO₃^2-=H₃PO₃．
②得到0.1mol亞磷酸的同時(shí)，理論上B室可制得NaOH質(zhì)量為8g．

Answer 1

分析 （1）H₃PO₃被氧化為H₃PO₄，Ag⁺被還原為Ag，結(jié)合原子守恒和電荷守恒寫出；
（2）亞磷酸第一步電離產(chǎn)生的氫離子抑制了亞磷酸的第二步電離；
（3）在稀溶液中①H₃PO₃（aq）?H₂PO₃^-（aq）+H⁺（aq）△H=akJ/mol
②H₂PO₃^-（aq）?HPO₃^2-（aq）+H⁺（aq）△H=bkJ/mol
③H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=ckJ/mol
蓋斯定律計(jì)算①+②-2③得到；
（4）NaH₂PO₃水解反應(yīng)為：H₂PO₃^-+H₂O?H₃PO₃+OH^-，Kh=$\frac{c（{H}_{3}P{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{c（{H}_{3}P{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{1}}$，平衡常數(shù)只隨溫度變化；
（5）a為電源正極，b為電源負(fù)極，A為陽(yáng)極室，B為陰極室．產(chǎn)品室中發(fā)生2H⁺+HPO₃^2-=H₃PO₃反應(yīng)得到亞磷酸，結(jié)合電子守恒計(jì)算生成氫氧化鈉的質(zhì)量．

解答 解：（1）H₃PO₃被氧化為H₃PO₄，Ag⁺被還原為Ag，反應(yīng)的離子方程式為：H₃PO₃+2Ag⁺+H₂O=H₃PO₄+2Ag+2H⁺，
故答案為：H₃PO₃+2Ag⁺+H₂O=H₃PO₄+2Ag+2H⁺；
（2）電離平衡移動(dòng)的角度解釋，亞磷酸第一步電離產(chǎn)生的氫離子抑制了亞磷酸的第二步電離，所以第一步電離的K_a1遠(yuǎn)大于第二步電離的K_a2，
故答案為：亞磷酸第一步電離產(chǎn)生的氫離子抑制了亞磷酸的第二步電離，所以第一步電離的K_a1遠(yuǎn)大于第二步電離的K_a2；
（3）在稀溶液中①H₃PO₃（aq）?H₂PO₃^-（aq）+H⁺（aq）△H=akJ/mol
②H₂PO₃^-（aq）?HPO₃^2-（aq）+H⁺（aq）△H=bkJ/mol
③H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=ckJ/mol
蓋斯定律計(jì)算①+②-2③得到：H₃PO₃（aq）+2NaOH（aq）?Na₂HPO₃（aq）+2H₂O（l）△H=（a+b+2c）KJ/mol，
故答案為：a+b+2c；
（4）NaH₂PO₃水解反應(yīng)為：H₂PO₃^-+H₂O?H₃PO₃+OH^-，Kh=$\frac{c（{H}_{3}P{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{c（{H}_{3}P{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{1}}$，K_a1×K_h=K_w，所以K_h=$\frac{1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-2}}$=2×10^-13，加入少量I₂，亞磷酸氫鈉與碘反應(yīng)，溶液的堿性變?nèi)酰?\frac{c（{H}_{3}P{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}$保持不變，所以$\frac{c（{H}_{3}P{O}_{3}）}{c（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}$將增大，
故答案為：2×10^-13；增大；
（5）①a為電源正極，b為電源負(fù)極，A為陽(yáng)極室，B為陰極室．產(chǎn)品室中發(fā)生2H⁺+HPO₃^2-=H₃PO₃反應(yīng)得到亞磷酸，
故答案為：正；2H⁺+HPO₃^2-=H₃PO₃；
②得到0.1mol亞磷酸轉(zhuǎn)移0.2mol電子，生成0.2molNaOH，質(zhì)量=0.2mol×40g/mol=8g，
故答案為：8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)電離平衡影響因素、熱化學(xué)方程式書寫和蓋斯定律計(jì)算、鹽類水解和水解平衡常數(shù)計(jì)算、原電池鹽類和電解池原理應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．