8.磷及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的用途.回答下列問題:

(1)已知磷酸分()子中的三個氫原子都可以與重水分子(對D2O)中的D原子發(fā)生氫交換.又知次磷酸(H3PO2)也可與D2O進(jìn)行氫交換,但次磷酸鈉(NaH2PO2
卻不能與以O(shè)發(fā)生氫交換.則H2PO2是一元 (填“一元”“二元”或“三元”)酸,其分子的結(jié)構(gòu)式為B(填字母).

(2)H3PO2具有較強的還原性,可以通過電解的方法制備.“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽離子交換膜和陰離子交換膜分別只允許陽離子、陰離子通過)

①陽極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O.
②B膜為陰離子交換膜(填“陰離子交換膜”或“陽離子交換膜”).
③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2,將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的交換膜,從而合并陽極室與產(chǎn)品室,其缺點是產(chǎn)品中混有PO43-雜質(zhì).

分析 (1)磷酸分子中的三個氫原子都可以跟重水分子(D2O)中的D原子發(fā)生氫交換及次磷酸(H3PO2)也可跟D2O進(jìn)行氫交換,說明羥基上的氫能與D2O進(jìn)行氫交換,
但次磷酸鈉(NaH2PO2)卻不能跟D2O發(fā)生氫交換,說明次磷酸鈉中沒有羥基氫,則H3PO2中只有一個羥基氫;
(2)①由于陽極中陰離子為硫酸根離子、氫氧根離子和H2PO2-,其中放電能力最強的是氫氧根離子,則氫氧根離子在陽極放電;
②陽極室的H+穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室,原料室的H2PO2-穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室;
③陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,陽極產(chǎn)生的氧氣會把H2PO2-或H3PO2氧化成PO43-,以此來解答.

解答 解:(1)由題意可知,次磷酸(H3PO2)也可跟D2O進(jìn)行氫交換,但次磷酸鈉(NaH2PO2)卻不能跟D2O發(fā)生氫交換,則H3PO2中只有一個羥基氫,為一元酸,
A.有2個羥基氫,則不符合題意,故A錯誤;
B.有1個羥基氫,則符合題意,故B正確;
C.有2個羥基氫,則不符合題意,故C錯誤;
D.不含有羥基氫,則不符合題意,故D錯誤;
故答案為:一元;B;
(2)①由于陽極中陰離子為硫酸根離子、氫氧根離子和H2PO2-,其中放電能力最強的是氫氧根離子,則陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為:4OH--4e-=O2↑+2H2O,陰極電極反應(yīng)是溶液中氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng),陰極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑,
故答案為:4OH--4e-=O2↑+2H2O;
②產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因是因為:陽極室的H+穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室,原料室的H2PO2-穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3PO2,A為陽離子交換膜,B為陰離子交換膜,C為陽離子交換膜,
故答案為:陰離子交換膜;
③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2,將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產(chǎn)品室,其缺點是陽極產(chǎn)生的氧氣會把H2PO2-或H3PO2氧化成PO43-,產(chǎn)品中混有PO43-
故答案為:PO43-

點評 本題考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及電解應(yīng)用,為高頻考點,把握結(jié)構(gòu)中羥基H的判斷及電極反應(yīng)為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查,注意(2)中離子交換膜的作用,題目難度不大.

練習(xí)冊系列答案
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