题目内容

8．磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途．回答下列问题：

（1）已知磷酸分（）子中的三个氢原子都可以与重水分子（对D2O）中的D原子发生氢交换．又知次磷酸（H3PO2）也可与D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）
却不能与以O发生氢交换．则H2PO2是一元 （填“一元”“二元”或“三元”）酸，其分子的结构式为B（填字母）．

（2）H3PO2具有较强的还原性，可以通过电解的方法制备．“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳离子交换膜和阴离子交换膜分别只允许阳离子、阴离子通过）

①阳极的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O．
②B膜为阴离子交换膜（填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”）．
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的交换膜，从而合并阳极室与产品室，其缺点是产品中混有PO43-杂质．

分析 （1）磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子（D2O）中的D原子发生氢交换及次磷酸（H3PO2）也可跟D2O进行氢交换，说明羟基上的氢能与D2O进行氢交换，
但次磷酸钠（NaH2PO2）却不能跟D2O发生氢交换，说明次磷酸钠中没有羟基氢，则H3PO2中只有一个羟基氢；
（2）①由于阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子和H2PO2-，其中放电能力最强的是氢氧根离子，则氢氧根离子在阳极放电；
②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室；
③阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，阳极产生的氧气会把H2PO2-或H3PO2氧化成PO43-，以此来解答．

解答 解：（1）由题意可知，次磷酸（H3PO2）也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）却不能跟D2O发生氢交换，则H3PO2中只有一个羟基氢，为一元酸，
A．有2个羟基氢，则不符合题意，故A错误；
B．有1个羟基氢，则符合题意，故B正确；
C．有2个羟基氢，则不符合题意，故C错误；
D．不含有羟基氢，则不符合题意，故D错误；
故答案为：一元；B；
（2）①由于阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子和H2PO2-，其中放电能力最强的是氢氧根离子，则阳极发生的电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极电极反应是溶液中氢离子得到电子发生还原反应，阴极反应为2H++2e-=H2↑，
故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；
②产品室可得到H3PO2的原因是因为：阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2，A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜，
故答案为：阴离子交换膜；
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是阳极产生的氧气会把H2PO2-或H3PO2氧化成PO43-，产品中混有PO43-，
故答案为：PO43-．

点评 本题考查物质的结构与性质及电解应用，为高频考点，把握结构中羟基H的判断及电极反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意（2）中离子交换膜的作用，题目难度不大．

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