Question

7．磷单质及其化合物在工业生产中有着广泛的应用．白磷可用于制备高纯度的磷酸（磷酸结构式为），次磷酸钠（NaH₂PO₂）可用于化学镀镍等等．完成下列填空：
（1）NaH₂PO₂中涉及到四种元素，它们的原子半径由小到大的顺序为H＜O＜P＜Na．
（2）写出与磷同周期的主族元素中，离子半径最小的元素，其最高价氧化物对应水化物的电离方程式H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-．
（3）磷酸二氢钠主要用于制革、处理锅炉水及在食品工业、发酵工业中作缓冲剂．其水溶液呈酸性的原因是磷酸二氢根离子电离程度大于水解程度．（请用文字描述）
（4）次磷酸钠（NaH₂PO₂）可用于化学镀镍．化学镀镍的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^-，在一定条件下能发生如下反应：1Ni²⁺+1H₂PO₂^-+→1Ni+1H₂PO₃^-+2H⁺．请完成并配平上述反应离子方程式．该反应的还原产物是Ni，反应中转移1摩尔电子时，理论上产生金属镍29.5 克．

Answer 1

分析 （1）NaH₂PO₂中涉及到四种元素为Na、H、P和O，原子的电子层数越多，原子半径越大，若电子层相同，核电荷数越大，原子半径越小；
（2）根据磷元素所在的周期及离子电子层越少、核电荷数越大离子半径越小判断满足条件的元素名称，写出其最高价氧化物对应的水化物的电离方程式；
（3）磷酸二氢钠在溶液中存在水解和电离两个过程，溶液显示酸性，说明磷酸二氢根离子电离程度大于其水解程度；
（4）根据氧化还原反应中化合价变化及质量守恒定律判断反应物和生成物，并配平反应方程式、判断还原产物，依据化学反应方程式计算转移电子数．

解答 解：（1）NaH₂PO₂中含有的元素中，H原子电子层最少，原子半径最小，其次是氧原子的原子半径，钠原子和磷原子都含有三个电子层，磷原子的核电荷数大于钠原子，所以磷原子的原子半径小于钠原子，所以它们的原子半径关系为H＜O＜P＜Na，
故答案为：H＜O＜P＜Na；
（2）磷位于第三周期，第三周期中阳离子失去电子，电子层减少一层，离子半径最小，离子的核电荷数越大，离子半径越小，所以铝离子的半径最小；铝元素最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，其电离方程式为：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，
故答案为：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-；
（3）磷酸二氢钠的溶液中，磷酸二氢根离子电离程度大于水解程度，所以其水溶液显示酸性，
故答案为：磷酸二氢根离子电离程度大于水解程度；
（4）由氧化还原反应中化合价升降相等进行配平：镍元素的化合价降低了2价，磷元素的化合价升高的2价，根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，镍离子被还原成金属Ni，还原产物为Ni，此过程转移2mol电子，故反应中转移1摩尔电子时，理论上产生金属镍59×$\frac{1}{2}$=29.5克，
故答案为：1；1；H₂O；1；1；2H⁺；Ni；29.5．

点评 本题考查了原子结构与元素性质的关系、氧化还原反应的配平、粒子半径大小比较等知识，题目难度中等，试题涉及的内容较多，题量较大，充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力．