Question

14．磷能形成多种含氧酸．
（1）次磷酸（H₃PO₂）是一种精细化工产品，向10mL H₃PO₂溶液中加入20mL等物质的量浓度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有H₂PO₂^-、OH^-两种阴离子．
①写出H₃PO₂溶液与足量NaOH 溶液反应后形成的正盐的化学式：NaH₂PO₂，该正盐溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（H₂PO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
②若25℃时，Ka（H₃PO₂）=1×10^-2，则0.01mol•L^-1的H₃PO₂溶液的pH=2．
（2）亚磷酸（H₃PO₃）是二元中强酸，25℃时亚磷酸的电离常数为K₁=1×10^-2、K₂=2.6×10^-7．
①试从电离平衡移动的角度解释K₁、K₂数据的差异H₃PO₃第一步电离出的H⁺对第二步电离起到抑制作用．
②NaH₂PO₃溶液显酸性（填“酸”“碱”或“中”）．
（ 3 ） 25℃时，HF的电离常数为K=3.6×10^-4； H₃PO₄的电离常数为K₁=7.5×10^-3，K₂=6.2×10^-8，K₃=4.4×10^-13．足量NaF溶液和H₃PO₄溶液反应的离子方程式为F^-+H₃PO₄=HF+H₂PO₄^-．
（4）相同温度下，等物质的量浓度的上述三种磷的含氧酸中．c（H⁺）由大到小的顺序为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等物质的量浓度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有H₂PO₂^-、OH^-两种阴离子，说明H₃PO₂是一元酸，H₃PO₂溶液与足量NaOH 溶液反应后形成的正盐为NaH₂PO₂；
该酸为弱酸，酸根离子水解导致溶液呈碱性，但其水解程度较小；
②该溶液中c（H⁺）=$\sqrt{Ka．c（{H}_{3}P{O}_{2}）}$，pH=-lgc（H⁺）；
（2）①第一步电离出的氢离子抑制第二步电离；
②NaH₂PO₃是强碱弱酸盐酸式盐，该酸根离子电离程度大于其水解程度；
（3）HF的电离平衡常数小于磷酸的第一步电离平衡常数大于其第二步、第三步电离平衡常数，所以NaF和磷酸反应生成HF和磷酸二氢钠；
（4）相同浓度的这三种含磷的酸中，其电离平衡常数越大，氢离子浓度越大．

解答 解：（1）①向10mL H₃PO₂溶液中加入20mL等物质的量浓度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有H₂PO₂^-、OH^-两种阴离子，说明H₃PO₂是一元酸，H₃PO₂溶液与足量NaOH 溶液反应后形成的正盐为NaH₂PO₂；
该酸为弱酸，酸根离子水解导致溶液呈碱性，但其水解程度较小，离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（H₂PO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：NaH₂PO₂；c（Na⁺）＞c（H₂PO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
②该溶液中c（H⁺）=$\sqrt{Ka．c（{H}_{3}P{O}_{2}）}$，pH=-lgc（H⁺）=-lg$\sqrt{1×1{0}^{-2}×0.01}$=2，
故答案为：2；
（2）①第一步电离出的氢离子抑制第二步电离，所以第一步电离平衡常数与第二步电离平衡常数相差较大，
故答案为：H₃PO₃第一步电离出的H⁺对第二步电离起到抑制作用；
②亚磷酸（H₃PO₃）是二元中强酸，NaH₂PO₃是强碱弱酸盐酸式盐，该酸根离子电离程度大于其水解程度，则该NaH₂PO₃溶液呈酸性，故答案为：酸；
（3）HF的电离平衡常数小于磷酸的第一步电离平衡常数大于其第二步、第三步电离平衡常数，所以NaF和磷酸反应生成HF和磷酸二氢钠，离子方程式为F^-+H₃PO₄=HF+H₂PO₄^-，
故答案为：F^-+H₃PO₄=HF+H₂PO₄^-；
（4）相同浓度的这三种含磷的酸中，其电离平衡常数越大，氢离子浓度越大，电离平衡常数（多元酸看第一步电离平衡常数）H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄，则酸性H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄，相同浓度的这几种酸中氢离子浓度H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄，故答案为：H₃PO₃＞H₃PO₂＞H₃PO₄．

点评 本题考查弱电解质的电离、离子浓度大小比较等知识点，侧重考查学生分析判断能力，明确弱酸的电离平衡常数与其酸性强弱关系、强酸制取弱酸原理是解本题关键，题目难度不大．