Question

11．次磷酸（H₃PO₂）是一種精細(xì)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中，磷元素的化合價(jià)為+1．
（3）NaH₂PO₂是正鹽還是酸式鹽？其溶液顯弱堿性性（填弱酸性、中性、或者弱堿性）．
（4）H₃PO₂也可以通過電解的方法制備．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寫出陰極的電極反應(yīng)式2H⁺+2e^-=H₂↑．
②分析產(chǎn)品室可得到H₃PO₂的原因陽極室的H⁺穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H₂PO₂^-穿過陰膜擴(kuò)散至產(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PO₄^3-雜質(zhì)．該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是：H₂PO₂^-或H₃PO₂被氧化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸可知，H₃PO₂是弱電解質(zhì)，溶液中部分電離出氫離子，據(jù)此寫出電離方程式；
（2）根據(jù)化合物中總化合價(jià)為0計(jì)算出P元素的化合價(jià)；
（3）根據(jù)H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，可以判斷NaH₂PO₂為正鹽；
（4）①根據(jù)陽極中陰離子為硫酸根離子、氫氧根離子和H₂PO₂^-，氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，寫出陰極的電極反應(yīng)式；
②根據(jù)圖示“四室電滲析法”工作原理分析產(chǎn)品室可得到H₃PO₂的原因；
③根據(jù)H₃PO₂及NaH₂PO₂均容易被氧化分析該裝置缺點(diǎn)．

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）H₃PO₂中，總化合價(jià)為0，其中氫元素為+1價(jià)，氧元素為-2價(jià)，則P元素的化合價(jià)為+1價(jià)，故答案為：+1；
（3）由于H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，所以NaH₂PO₂為一元強(qiáng)堿和一元中強(qiáng)酸形成的正鹽，所以該鹽溶液由于成H₂PO₂^-發(fā)生水解呈弱堿性，方程式為H₂PO₂^-+H₂O?H₃PO₂+OH^-，
故答案為：正鹽；弱堿性；
（4）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(qiáng)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)，2H⁺+2e^-=H₂↑
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②產(chǎn)品室可得到H₃PO₂的原因是因?yàn)椋宏枠O室的H⁺穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H₂PO₂^-穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H₃PO₂，
故答案為：陽極室的H⁺穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H₂PO₂^-穿過陰膜擴(kuò)散至產(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)是陽極產(chǎn)生的氧氣會把H₂PO₂^-或H₃PO₂氧化成PO₄^3-，產(chǎn)品中混有PO₄^3-，
故答案為：PO₄^3-；H₂PO₂^-或H₃PO₂被氧化；

點(diǎn)評 本題考查了鹽的水解原理、電解原理、弱電解質(zhì)的電離、氧化還原反應(yīng)等知識，題目難度較大，試題涉及的知識點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況．