Question

9．次磷酸（H₃PO₂）是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品，具有較強(qiáng)還原性．回答下列問題：
（1）H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，寫出其電離方程式H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺．
（2）H₃PO₂及NaH₂PO₂均可將溶液中的Ag⁺還原為銀，從而可用于化學(xué)鍍銀．
①（H₃PO₂）中，P元素的化合價為+1．
②利用（H₃PO₂）進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，則氧化產(chǎn)物為：H₃PO₄（填化學(xué)式）．
③NaH₂PO₂為正鹽（填“正鹽”或“酸式鹽”），其溶液顯弱堿性（填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”）．
（3）（H₃PO₂）的工業(yè)制法是：將白磷（P₄）與Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成PH₃氣體和Ba（H₂PO₂）₂，后者再與H₂SO₄反應(yīng)．寫出白磷與Ba（OH）₂溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2P₄+3Ba（OH）₂+6H₂O=3Ba（H₂PO₂）₂+2PH₃↑．
（4）H₃PO₂也可用電滲析法制備，“四室電滲析法”工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）：
①寫出陽極的電極反應(yīng)式2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺．
②分析產(chǎn)品室可得到H₃PO₂的原因由于陽極室OH^-放電，造成H⁺濃度增大，通過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室，而原料室中的H₂PO₂^-通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H₃PO₂．
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(diǎn)是產(chǎn)品中混有H₃PO₄雜質(zhì)．

Answer 1

分析 （1）H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，電離得到H⁺與H₂PO₂^-；
（2）①根據(jù)化合價代數(shù)和為0計(jì)算P元素化合價；
②Ag⁺為氧化劑，被還原為Ag，H₃PO₂為還原劑，被氧化，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算氧化產(chǎn)物中P元素化合價，進(jìn)而判斷氧化產(chǎn)物；
③H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，則NaH₂PO₂為正鹽，酸根離子在水溶液里水解導(dǎo)致溶液呈堿性；
（3）白磷（P₄）與Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成PH₃氣體和Ba（H₂PO₂）₂，配平書寫方程式；
（4）陽極室水放電生成氧氣與氫離子，氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與產(chǎn)品室中HPO₃^2-反應(yīng)得到H₃PO₃，由于氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，左邊陽離子交換膜防止氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，陰極室中是水放電生成氫氣與氫氧根，鈉離子通過陽離子交換膜加入陰極室，如果去掉右邊陽離子膜，導(dǎo)致氫氧化鈉中混有Na₂HPO₃雜質(zhì)，Na₂HPO₃為正鹽，不與NaOH反應(yīng)．

解答 解：（1）H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，溶液中部分電離出氫離子，所以其電離方程式為：H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺，
故答案為：H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺；
（2）①H₃PO₂中，總化合價為0，其中氫元素為+1價，氧元素為-2價，則P元素的化合價為：+1價，
故答案為：+1；
②該反應(yīng)中Ag⁺為氧化劑，H₃PO₂為還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，設(shè)反應(yīng)產(chǎn)物中P的化合價為x，根據(jù)化合價升降相等可得，4×（1-0）=1×（x-1），解得x=5，所以氧化產(chǎn)物為+5價的H₃PO₄，
故答案為：H₃PO₄；
③H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，則NaH₂PO₂為正鹽，H₂PO₂^-離子在水溶液里水解導(dǎo)致溶液呈堿性，
故答案為：正鹽；弱堿性；
（3）白磷（P₄）與Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成PH₃氣體和Ba（H₂PO₂）₂，反應(yīng)方程式為：2P₄+3Ba（OH）₂+6H₂O=3Ba（H₂PO₂）₂+2PH₃↑，
故答案為：2P₄+3Ba（OH）₂+6H₂O=3Ba（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；
（4）陽極室水放電生成氧氣與氫離子，氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與產(chǎn)品室中HPO₃^2-反應(yīng)得到H₃PO₃，由于氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，左邊陽離子交換膜防止氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，陰極室中是水放電生成氫氣與氫氧根，鈉離子通過陽離子交換膜加入陰極室．
①陽極室發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，
故答案為：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；
②由于陽極室OH^-放電，造成H⁺濃度增大，通過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室，而原料室中的H₂PO₂^-通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H₃PO₂，
故答案為：由于陽極室OH^-放電，造成H⁺濃度增大，通過陽膜進(jìn)入產(chǎn)品室，而原料室中的H₂PO₂^-通過陰膜進(jìn)入產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H₃PO₂；
③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，氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有：H₃PO₄，
故答案為：H₃PO₄．

點(diǎn)評 本題考查電解原理應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)、鹽類水解、電離方程式、元素化合物知識等，側(cè)重考查學(xué)生對知識遷移應(yīng)用，（4）中關(guān)鍵根據(jù)裝置圖、電極反應(yīng)與物質(zhì)的性質(zhì)理解制備原理，注意對題目中信息的應(yīng)用，難度中等．