Question

磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用．白磷可用于制備高純度的磷酸（磷酸結(jié)構(gòu)式如圖），三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）是常用的水處理劑，次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于化學(xué)鍍鎳等．
（1）磷元素原子核外最外層電子排布式為

 

．NaH₂PO₂中涉及到四種元素，它們的原子半徑由小到大的順序?yàn)?!--BA-->

 

．
（2）氧原子核外有

 

種不同能量的電子．
（3）寫出與磷同周期的主族元素中，離子半徑最小的元素，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的電離方程式

 

．
（4）磷酸二氫鈉主要用于制革、處理鍋爐水及在食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)中作緩沖劑．其水溶液呈酸性的原因是

 

．
（5）三聚磷酸可視為三個(gè)磷酸分子之間脫去兩個(gè)水分子的產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式為

 

．三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學(xué)式為

 

．
（6）次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于化學(xué)鍍鎳．化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^-，在一定條件下能發(fā)生如下反應(yīng)：

 

Ni²⁺+

 

H₂PO₂^-+

 

→

 

Ni+

 

H₂PO₃^-+

 

．請完成并配平該反應(yīng)離子方程式．該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)磷原子核外電子排布寫出最外層電子排布式；NaH₂PO₂中涉及到四種元素為Na、H、P和O，原子的電子層數(shù)越多，原子半徑越大，若電子層相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越��；
（2）根據(jù)氧原子核外含有的能級(jí)數(shù)進(jìn)行判斷；
（3）根據(jù)磷元素所在的周期及離子電子層越少、核電荷數(shù)越大離子半徑越小判斷滿足條件的元素名稱，寫出其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的電離方程式；
（4）磷酸二氫鈉在溶液中存在水解和電離兩個(gè)過程，溶液顯示酸性，說明磷酸二氫根離子電離程度大于其水解程度；
（5）三聚磷酸可視為三個(gè)磷酸分子之間脫去兩個(gè)水分子的產(chǎn)物，即磷酸分子間兩個(gè)羥基脫去應(yīng)該水分子；三聚磷酸鈉可以看作三聚磷酸中五個(gè)羥基的氫原子換成鈉離子；
（6）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)變化及質(zhì)量守恒定律判斷反應(yīng)物和生成物，并配平反應(yīng)方程式、判斷還原產(chǎn)物．

解答：解：（1）磷元素原子核外最外層5個(gè)電子，最外層電子排布式為：3S²3P³；NaH₂PO₂中含有的元素中，H原子電子層最少，原子半徑最小，其次是氧原子的原子半徑，鈉原子和磷原子都含有三個(gè)電子層，磷原子的核電荷數(shù)大于鈉原子，所以磷原子的原子半徑小于鈉原子，所以它們的原子半徑關(guān)系為H＜O＜P＜Na，
故答案為：3S²3P³； H＜O＜P＜Na；
（2）共有1s 2s 2p 3個(gè)能級(jí)，所以氧原子共有3種能量不同的電子，故答案為：3；
（3）磷位于第三周期，第三周期中陽離子失去電子，電子層減少一層，離子半徑最小，離子的核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，所以鋁離子的半徑最�。讳X元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為氫氧化鋁，其電離方程式為：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，
故答案為：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-；
（4）磷酸二氫鈉的溶液中，磷酸二氫根離子電離程度大于水解程度，所以其水溶液顯示酸性，故答案為：磷酸二氫根離子電離程度大于水解程度；
（5）磷酸分子間通過羥基脫水形成三聚磷酸，所以三聚磷酸的結(jié)構(gòu)式為：；三聚磷酸中羥基的氫原子被鈉離子取代生成三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”），所以三聚磷酸鈉的化學(xué)式為：Na₅P₃O₁₀，
故答案為：； Na₅P₃O₁₀；
（6）由氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等進(jìn)行配平：鎳元素的化合價(jià)降低了2價(jià)，磷元素的化合價(jià)升高的2價(jià)，所以根據(jù)原子守恒結(jié)合電荷守恒可得配平的方程式為：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-+═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，鎳離子被還原成金屬Ni，還原產(chǎn)物為Ni，
故答案為：1；1；H₂O；1；1；2H⁺；Ni．

點(diǎn)評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的配平、粒子比較大小比較、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，題目難度中等，試題涉及的內(nèi)容較多，題量較大，充分考查了學(xué)生對學(xué)生知識(shí)的掌握情況．