Question

9．次磷酸（H₃PO₂）是一種精細磷化工產品，具有較強還原性．回答下列問題：
（1）H₃PO₂是一元中強酸，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，從而可用于化學鍍銀．
①（H₃PO₂）中，P元素的化合價為+1．
②利用（H₃PO₂）進行化學鍍銀反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為4：1，則氧化產物為：H₃PO₄（填化學式）．
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溶液反應生成PH₃氣體和Ba（H₂PO₂）₂，后者再與H₂SO₄反應．寫出白磷與Ba（OH）₂溶液反應的化學方程式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式2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺．
②分析產品室可得到H₃PO₂的原因由于陽極室OH^-放電，造成H⁺濃度增大，通過陽膜進入產品室，而原料室中的H₂PO₂^-通過陰膜進入產品室，二者反應生成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，并撤去陽極室與產品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產品室，其缺點是產品中混有H₃PO₄雜質．

Answer 1

分析 （1）H₃PO₂是一元中強酸，電離得到H⁺與H₂PO₂^-；
（2）①根據(jù)化合價代數(shù)和為0計算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)電子轉移守恒計算氧化產物中P元素化合價，進而判斷氧化產物；
③H₃PO₂是一元中強酸，則NaH₂PO₂為正鹽，酸根離子在水溶液里水解導致溶液呈堿性；
（3）白磷（P₄）與Ba（OH）₂溶液反應生成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入產品室，與產品室中HPO₃^2-反應得到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，導致氫氧化鈉中混有Na₂HPO₃雜質，Na₂HPO₃為正鹽，不與NaOH反應．

解答 解：（1）H₃PO₂是一元中強酸，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該反應中Ag⁺為氧化劑，H₃PO₂為還原劑，氧化劑與還原劑的物質的量之比為4：1，設反應產物中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，所以氧化產物為+5價的H₃PO₄，
故答案為：H₃PO₄；
③H₃PO₂是一元中強酸，則NaH₂PO₂為正鹽，H₂PO₂^-離子在水溶液里水解導致溶液呈堿性，
故答案為：正鹽；弱堿性；
（3）白磷（P₄）與Ba（OH）₂溶液反應生成PH₃氣體和Ba（H₂PO₂）₂，反應方程式為：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入產品室，與產品室中HPO₃^2-反應得到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，電極反應式為：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，通過陽膜進入產品室，而原料室中的H₂PO₂^-通過陰膜進入產品室，二者反應生成H₃PO₂，
故答案為：由于陽極室OH^-放電，造成H⁺濃度增大，通過陽膜進入產品室，而原料室中的H₂PO₂^-通過陰膜進入產品室，二者反應生成H₃PO₂；
③陽極室的稀硫酸用H₃PO₂稀溶液代替，并撤去陽極室與產品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產品室，氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，導致產品中混有：H₃PO₄，
故答案為：H₃PO₄．

點評 本題考查電解原理應用、氧化還原反應、鹽類水解、電離方程式、元素化合物知識等，側重考查學生對知識遷移應用，（4）中關鍵根據(jù)裝置圖、電極反應與物質的性質理解制備原理，注意對題目中信息的應用，難度中等．