Question

15．Ca（H₂PO₂）₂（次磷酸鈣，一元中強酸H₃PO₂的鈣鹽）是一種白色結晶粉末，溶于水（常溫時，溶解度16.7g/100g水），其水溶液呈現(xiàn)弱酸性．可用作醫(yī)藥、抗氧化劑以及制備次磷酸鈉等．由白磷（P₄）與石灰乳制備Ca（H₂PO₂）₂的實驗步驟如下：
步驟1．在三口燒瓶中加入白磷和石灰乳，先通入N₂，然后在約98°C下充分攪拌1h，同時收集產(chǎn)生的PH₃．
步驟2．將反應液靜置、過濾．
步驟3．向濾液中通入適量CO₂，再過濾．
步驟4．用次磷酸溶液調節(jié)步驟3濾液的pH，濃縮、冷卻結晶、干燥得次磷酸鈣．
（1）步驟1先通入N₂的目的是排除裝置內的空氣，防止次磷酸鈣及白磷被氧化；攪拌的目的是使反應物充分接觸反應，加快反應速率．
（2）步驟1石灰乳與 P₄（白磷）發(fā)生反應的化學方程式為2P₄+3Ca（OH）₂+6H₂O $\frac{\underline{\;98°C\;}}{\;}$ 3Ca（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；步驟2過濾所得濾渣成分為P₄和Ca（OH）₂．
（3）步驟3的目的是除去其中的Ca（OH）₂．
（4）請補充完整由產(chǎn)品進一步制備NaH₂PO₂•H₂O的實驗方案：取產(chǎn)品次磷酸鈣加入燒杯中，加適量的水溶解，邊攪拌邊向溶液中加入Na₂CO₃溶液，靜置，向上層清液中滴入Na₂CO₃溶液，若無沉淀，過濾，將濾液減壓蒸發(fā)濃縮，結晶，干燥得到NaH₂PO₂•H₂O．
（已知：在常壓下，加熱蒸發(fā)次磷酸鈉溶液會發(fā)生爆炸，100℃時NaH₂PO₂•H₂O的溶解度為667g/100g水）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)次磷酸鈣及白磷易被氧化分析通入N₂的目的；攪拌的目的是使反應物充分接觸反應，加快反應速率；
（2）根據(jù)實驗原理步驟1石灰乳與 P₄（白磷）發(fā)生反應生成Ca（H₂PO₂）₂和PH₃；根據(jù)濾渣不溶于水分析步驟2過濾所得濾渣成分；
（3）步驟3向濾液中通入適量CO₂，消耗溶解于水的少量Ca（OH）₂；
（4）根據(jù)次磷酸鈣與Na₂CO₃溶液反應生成碳酸鈣沉淀和NaH₂PO₂溶液，再結合在常壓下，加熱蒸發(fā)次磷酸鈉溶液會發(fā)生爆炸，100℃時NaH₂PO₂•H₂O的溶解度為667g/100g水分析要得到NaH₂PO₂•H₂O晶體的方法為減壓蒸發(fā)濃縮，結晶．

解答 解：（1）因為次磷酸鈣及白磷易被氧化，所以步驟1先通入N₂的目的是排除裝置內的空氣，防止次磷酸鈣及白磷被氧化；攪拌的目的是使反應物充分接觸反應，加快反應速率，
故答案為：排除裝置內的空氣，防止次磷酸鈣及白磷被氧化；使反應物充分接觸反應，加快反應速率；
（2）根據(jù)實驗原理步驟1石灰乳與 P₄（白磷）發(fā)生反應生成Ca（H₂PO₂）₂和PH₃，反應的化學方程式為：2P₄+3Ca（OH）₂+6H₂O $\frac{\underline{\;98°C\;}}{\;}$ 3Ca（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；反應后過量的P₄和Ca（OH）₂難溶于水，所以步驟2過濾所得濾渣成分為P₄和Ca（OH）₂，
故答案為：2P₄+3Ca（OH）₂+6H₂O $\frac{\underline{\;98°C\;}}{\;}$ 3Ca（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；P₄和Ca（OH）₂；
（3）因為濾液中溶有少量的Ca（OH）₂，所以通入適量CO₂，目的是除去其中的Ca（OH）₂，故答案為：除去其中的Ca（OH）₂；
（4）因為次磷酸鈣與Na₂CO₃溶液反應生成碳酸鈣沉淀和NaH₂PO₂溶液，所以應先加入Na₂CO₃溶液使次磷酸鈣完全轉化為碳酸鈣沉淀和NaH₂PO₂溶液，再根據(jù)在常壓下，加熱蒸發(fā)次磷酸鈉溶液會發(fā)生爆炸，所以采用減壓蒸發(fā)濃縮，結晶得到NaH₂PO₂•H₂O晶體，
故答案為：邊攪拌邊向溶液中加入Na₂CO₃溶液，靜置，向上層清液中滴入Na₂CO₃溶液，若無沉淀，過濾，將濾液減壓蒸發(fā)濃縮，結晶．

點評 本題考查了以白磷和石灰乳為原料制備Ca（H₂PO₂）₂的實驗原理，關鍵在于對每一步驟的理解和知識的遷移運用，本題難度中等．