Question

14．磷能形成多種含氧酸．
（1）次磷酸（H₃PO₂）是一種精細化工產品，向10mL H₃PO₂溶液中加入20mL等物質的量濃度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有H₂PO₂^-、OH^-兩種陰離子．
①寫出H₃PO₂溶液與足量NaOH 溶液反應后形成的正鹽的化學式：NaH₂PO₂，該正鹽溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（H₂PO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
②若25℃時，Ka（H₃PO₂）=1×10^-2，則0.01mol•L^-1的H₃PO₂溶液的pH=2．
（2）亞磷酸（H₃PO₃）是二元中強酸，25℃時亞磷酸的電離常數(shù)為K₁=1×10^-2、K₂=2.6×10^-7．
①試從電離平衡移動的角度解釋K₁、K₂數(shù)據(jù)的差異H₃PO₃第一步電離出的H⁺對第二步電離起到抑制作用．
②NaH₂PO₃溶液顯酸性（填“酸”“堿”或“中”）．
（ 3 ） 25℃時，HF的電離常數(shù)為K=3.6×10^-4； H₃PO₄的電離常數(shù)為K₁=7.5×10^-3，K₂=6.2×10^-8，K₃=4.4×10^-13．足量NaF溶液和H₃PO₄溶液反應的離子方程式為F^-+H₃PO₄=HF+H₂PO₄^-．
（4）相同溫度下，等物質的量濃度的上述三種磷的含氧酸中．c（H⁺）由大到小的順序為H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄（用酸的分子式表示）．

Answer 1

分析 （1）①向10mL H₃PO₂溶液中加入20mL等物質的量濃度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有H₂PO₂^-、OH^-兩種陰離子，說明H₃PO₂是一元酸，H₃PO₂溶液與足量NaOH 溶液反應后形成的正鹽為NaH₂PO₂；
該酸為弱酸，酸根離子水解導致溶液呈堿性，但其水解程度較�。�
②該溶液中c（H⁺）=$\sqrt{Ka．c（{H}_{3}P{O}_{2}）}$，pH=-lgc（H⁺）；
（2）①第一步電離出的氫離子抑制第二步電離；
②NaH₂PO₃是強堿弱酸鹽酸式鹽，該酸根離子電離程度大于其水解程度；
（3）HF的電離平衡常數(shù)小于磷酸的第一步電離平衡常數(shù)大于其第二步、第三步電離平衡常數(shù)，所以NaF和磷酸反應生成HF和磷酸二氫鈉；
（4）相同濃度的這三種含磷的酸中，其電離平衡常數(shù)越大，氫離子濃度越大．

解答 解：（1）①向10mL H₃PO₂溶液中加入20mL等物質的量濃度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有H₂PO₂^-、OH^-兩種陰離子，說明H₃PO₂是一元酸，H₃PO₂溶液與足量NaOH 溶液反應后形成的正鹽為NaH₂PO₂；
該酸為弱酸，酸根離子水解導致溶液呈堿性，但其水解程度較小，離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（H₂PO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：NaH₂PO₂；c（Na⁺）＞c（H₂PO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
②該溶液中c（H⁺）=$\sqrt{Ka．c（{H}_{3}P{O}_{2}）}$，pH=-lgc（H⁺）=-lg$\sqrt{1×1{0}^{-2}×0.01}$=2，
故答案為：2；
（2）①第一步電離出的氫離子抑制第二步電離，所以第一步電離平衡常數(shù)與第二步電離平衡常數(shù)相差較大，
故答案為：H₃PO₃第一步電離出的H⁺對第二步電離起到抑制作用；
②亞磷酸（H₃PO₃）是二元中強酸，NaH₂PO₃是強堿弱酸鹽酸式鹽，該酸根離子電離程度大于其水解程度，則該NaH₂PO₃溶液呈酸性，故答案為：酸；
（3）HF的電離平衡常數(shù)小于磷酸的第一步電離平衡常數(shù)大于其第二步、第三步電離平衡常數(shù)，所以NaF和磷酸反應生成HF和磷酸二氫鈉，離子方程式為F^-+H₃PO₄=HF+H₂PO₄^-，
故答案為：F^-+H₃PO₄=HF+H₂PO₄^-；
（4）相同濃度的這三種含磷的酸中，其電離平衡常數(shù)越大，氫離子濃度越大，電離平衡常數(shù)（多元酸看第一步電離平衡常數(shù)）H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄，則酸性H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄，相同濃度的這幾種酸中氫離子濃度H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄，故答案為：H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄．

點評 本題考查弱電解質的電離、離子濃度大小比較等知識點，側重考查學生分析判斷能力，明確弱酸的電離平衡常數(shù)與其酸性強弱關系、強酸制取弱酸原理是解本題關鍵，題目難度不大．