Question

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根据亚磷酸（H₃PO₃）的性质可推测Na₂HPO₃稀溶液的pH

 

7（填“＞”、“＜”或“=”）．
③某温度下，0.1000mol?L^-1的H₃PO₃溶液中c （H⁺）=2.5×10^-2 mol?L^-1，除OH^-之外其他离子的浓度由大到小的顺序是

 

，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）
（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：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产品室中生成亚磷酸的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,原电池和电解池的工作原理

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）①亚磷酸和少量氢氧化钠反应生成NaH₂PO₃、H₂O；
②亚磷酸是二元酸，故Na₂HPO₃属于正盐，HPO₃^2-只能发生水解；
③根据亚磷酸的浓度和pH知，亚磷酸是二元弱酸，在水溶液里分步电离，且电离程度逐渐减小，据此确定离子浓度大小；根据K=

c(H+)．C(H2PO3-)

C(H3PO3)

计算；
（2）碘具有强氧化性，亚磷酸具有强还原性，所以碘和亚磷酸发生氧化还原反应生成氢碘酸和磷酸；
（3）①阴极上得电子发生还原反应；
②产品室中HPO₃^2-和氢离子结合 生成亚磷酸．

解答： 解：（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；
故答案为：H₃PO₃+OH^-=H₂PO₃^-+H₂O；
②亚磷酸是二元酸，故Na₂HPO₃属于正盐，HPO₃^2-只能发生水解而使溶液显示碱性，即pH＞7；
故答案为：＞；
③0.1000mol?L^-1的H₃PO₃溶液c （H⁺）=2.5×10^-2 mol?L^-1，氢离子浓度小于亚磷酸浓度，所以亚磷酸是二元弱酸，在水中分步电离，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，离子浓度大小顺序是c（HPO₃^2-）＜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=

c(H+)．C(H2PO3-)

C(H3PO3)

=

2.5×10-2×2.5×10-2

0.10-2.5×10-2

=8.3×10^-3mol/L；
故答案为：c（H⁺）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-）；8.3×10^-3mol/L；
（2）碘具有氧化性，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，反应方程式为：H₃PO₃+I₂+H₂O=2HI+H₃PO₄；
故答案为：H₃PO₃+I₂+H₂O=2HI+H₃PO₄；
（3）①阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②产品室中HPO₃^2-和氢离子结合生成亚磷酸，反应离子方程式为：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃；
故答案为：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃．

点评：本题考查弱电解质的电离、离子浓度大小比较、电离常数的计算、水解原理的应用、电极方程式的书写等，知识点较综合，电极反应式的书写、有关平衡常数的计算是高考热点，应重点掌握．