Question

15．Ca（H₂PO₂）₂（次磷酸鈣，一元中強(qiáng)酸H₃PO₂的鈣鹽）是一種白色結(jié)晶粉末，溶于水（常溫時(shí)，溶解度16.7g/100g水），其水溶液呈現(xiàn)弱酸性．可用作醫(yī)藥、抗氧化劑以及制備次磷酸鈉等．由白磷（P₄）與石灰乳制備Ca（H₂PO₂）₂的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1．在三口燒瓶中加入白磷和石灰乳，先通入N₂，然后在約98°C下充分?jǐn)嚢?h，同時(shí)收集產(chǎn)生的PH₃．
步驟2．將反應(yīng)液靜置、過濾．
步驟3．向?yàn)V液中通入適量CO₂，再過濾．
步驟4．用次磷酸溶液調(diào)節(jié)步驟3濾液的pH，濃縮、冷卻結(jié)晶、干燥得次磷酸鈣．
（1）步驟1先通入N₂的目的是排除裝置內(nèi)的空氣，防止次磷酸鈣及白磷被氧化；攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，加快反應(yīng)速率．
（2）步驟1石灰乳與 P₄（白磷）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2P₄+3Ca（OH）₂+6H₂O $\frac{\underline{\;98°C\;}}{\;}$ 3Ca（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；步驟2過濾所得濾渣成分為P₄和Ca（OH）₂．
（3）步驟3的目的是除去其中的Ca（OH）₂．
（4）請(qǐng)補(bǔ)充完整由產(chǎn)品進(jìn)一步制備NaH₂PO₂•H₂O的實(shí)驗(yàn)方案：取產(chǎn)品次磷酸鈣加入燒杯中，加適量的水溶解，邊攪拌邊向溶液中加入Na₂CO₃溶液，靜置，向上層清液中滴入Na₂CO₃溶液，若無沉淀，過濾，將濾液減壓蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶，干燥得到NaH₂PO₂•H₂O．
（已知：在常壓下，加熱蒸發(fā)次磷酸鈉溶液會(huì)發(fā)生爆炸，100℃時(shí)NaH₂PO₂•H₂O的溶解度為667g/100g水）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)次磷酸鈣及白磷易被氧化分析通入N₂的目的；攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，加快反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理步驟1石灰乳與 P₄（白磷）發(fā)生反應(yīng)生成Ca（H₂PO₂）₂和PH₃；根據(jù)濾渣不溶于水分析步驟2過濾所得濾渣成分；
（3）步驟3向?yàn)V液中通入適量CO₂，消耗溶解于水的少量Ca（OH）₂；
（4）根據(jù)次磷酸鈣與Na₂CO₃溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和NaH₂PO₂溶液，再結(jié)合在常壓下，加熱蒸發(fā)次磷酸鈉溶液會(huì)發(fā)生爆炸，100℃時(shí)NaH₂PO₂•H₂O的溶解度為667g/100g水分析要得到NaH₂PO₂•H₂O晶體的方法為減壓蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶．

解答 解：（1）因?yàn)榇瘟姿徕}及白磷易被氧化，所以步驟1先通入N₂的目的是排除裝置內(nèi)的空氣，防止次磷酸鈣及白磷被氧化；攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，加快反應(yīng)速率，
故答案為：排除裝置內(nèi)的空氣，防止次磷酸鈣及白磷被氧化；使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)，加快反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理步驟1石灰乳與 P₄（白磷）發(fā)生反應(yīng)生成Ca（H₂PO₂）₂和PH₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2P₄+3Ca（OH）₂+6H₂O $\frac{\underline{\;98°C\;}}{\;}$ 3Ca（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；反應(yīng)后過量的P₄和Ca（OH）₂難溶于水，所以步驟2過濾所得濾渣成分為P₄和Ca（OH）₂，
故答案為：2P₄+3Ca（OH）₂+6H₂O $\frac{\underline{\;98°C\;}}{\;}$ 3Ca（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；P₄和Ca（OH）₂；
（3）因?yàn)闉V液中溶有少量的Ca（OH）₂，所以通入適量CO₂，目的是除去其中的Ca（OH）₂，故答案為：除去其中的Ca（OH）₂；
（4）因?yàn)榇瘟姿徕}與Na₂CO₃溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和NaH₂PO₂溶液，所以應(yīng)先加入Na₂CO₃溶液使次磷酸鈣完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀和NaH₂PO₂溶液，再根據(jù)在常壓下，加熱蒸發(fā)次磷酸鈉溶液會(huì)發(fā)生爆炸，所以采用減壓蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶得到NaH₂PO₂•H₂O晶體，
故答案為：邊攪拌邊向溶液中加入Na₂CO₃溶液，靜置，向上層清液中滴入Na₂CO₃溶液，若無沉淀，過濾，將濾液減壓蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了以白磷和石灰乳為原料制備Ca（H₂PO₂）₂的實(shí)驗(yàn)原理，關(guān)鍵在于對(duì)每一步驟的理解和知識(shí)的遷移運(yùn)用，本題難度中等．