题目内容
亚磷酸(H3PO3)是二元酸,H3PO3溶液存在电离平衡:H3PO3
H+ + H2PO3-。亚磷酸与足量NaOH溶液反应,生和Na2HPO3。
(1)①写出亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式_____________________________________。
②某温度下,0.1000 mol·L-1的H3PO3溶液pH的读数为1.6,即此时溶液中c (H+) = 2.5×10-2 mol·L-1,除OH—之外其他离子的浓度由小到大的顺序是 ,该温度下H3PO3电离平衡的平衡常数K= 。(H3PO3第二步电离忽略不计,结果保留两位有效数字)
③向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中c(Na+)_______ c(H2PO3-)+ 2c(HPO32-)(填“>”、 “<” 或“=”)。
(2)亚磷酸具有强还原性,可使碘水褪色,该反应的化学方程式_______________________。
(3)电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如下:
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说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过。
①阴极的电极反应式为_____________________________。
②产品室中反应的离子方程式为_____________________。
(14分)(1) ① H3PO3+OH—=H2PO3—+H2O (2分)
②c(HPO32-)< c(H2PO3-)< c(H+) (2分) 8.3×10-3mol/L (2分) ③ =(2分)
(2)H3PO3 + I2 +H2O = 2HI + H3PO4 (2分) (3)① 2H+ + 2e-=H2↑ (2分)
②HPO32-+ 2H+=H3PO3 (2分)或:HPO32-+ H+ =H2PO3- 、H2PO3-+ H+=H3PO3(各1分)
【解析】
试题分析:(1)①亚磷酸是二元酸,亚磷酸和少量氢氧化钠反应生成NaH2PO3、H2O,所以该反应方程式为H3PO3+OH—=H2PO3—+H2O。
②0.1000mol•L-1的H3PO3溶液pH的读数为1.6,氢离子浓度小于亚磷酸浓度,所以亚磷酸是二元弱酸,在水溶液中分步电离,且第一步电离程度大于第二步,两步电离中都有氢离子生成,所以氢离子浓度最大,因此离子浓度大小顺序是c(HPO32-)< c(H2PO3-)< c(H+)。
H3PO3
H+ +
H2PO3-
起始时各物质浓度(mol•L-1) 0.10 0 0
反应的各物质的浓度(mol•L-1)2.5×10-2 2.5×10-2 2.5×10-2
平衡时各物质的浓度(mol•L-1)0.10-2.5×10-2 2.5×10-2 2.5×10-2
K=
=
=8.3×10-3mol/L
③溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),又因为溶液呈电中性,则c(Na+)+C(H+)=C(OH-)+c(H2PO3-)+2c(HPO32-),由于C(H+)=C(OH-),所以c(Na+)=c(H2PO3-)+2c(HPO32-)。
(2)碘具有强氧化性,亚磷酸具有强还原性,所以亚磷酸和碘能发生氧化还原反应生成氢碘酸和磷酸,反应的化学方程式为H3PO3 + I2 +H2O = 2HI + H3PO4 。
(3)①电解池中阴极得到电子,发生还原反应,所以阴极上是氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H+ + 2e-=H2↑。
②产品室中HPO32-和氢离子结合生成亚磷酸,因此反应离子方程式为HPO32-+ 2H+=H3PO3。
考点:弱电解质的电离、电离平衡常数的计算、溶液中中离子浓度大小比较、氧化还原反应方程式的书写以及电化学原理的应用等