Question

13．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：H₃PO₂H₂PO₂^-+H⁺．
（2）H₃PO₂及NaH₂PO₂均可將溶液中的銀離子還原為銀單質(zhì)，從而可用于化學(xué)鍍銀．
①（H₃PO₂）中，磷元素的化合價(jià)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是 正鹽還是酸式鹽？正鹽，其溶液顯弱堿性性（填“弱酸性”、“中性”、或者“弱堿性”）．
（3）H₃PO₂的工業(yè)制法是：將白磷（P₄）與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成PH₃氣體和Ba（H₂PO₂）₂，后者再與硫酸反應(yīng)，寫出白磷與氫氧化鋇溶液反應(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寫出陽極的電極反應(yīng)式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
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）①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)；
②先判斷氧化劑、氧化劑，然后根據(jù)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1計(jì)算出反應(yīng)產(chǎn)物中P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；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物結(jié)合原子守恒和電子守恒書寫方程式；
（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）①H₃PO₂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；
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(jià)為x，根據(jù)化合價(jià)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(jià)的H₃PO₄，
故答案為：H₃PO₄；
③由于H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，所以NaH₂PO₂為正鹽，由于H₃PO₂是一元中強(qiáng)酸，則NaH₂PO₂為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液呈弱堿性，
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）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：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
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(huì)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(píng) 本題考查較為綜合，涉及電離方程式、化合價(jià)、電解原理、鹽的水解原理、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)，題目難度中等，明確鹽的水解、電解原理為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．