Question

次磷酸（H₃PO₂）是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：
（1）H₃PO₂是一元中强酸，写出其电离方程式

 

；
（2）H₃PO₂及NaH₂PO₂均可将溶液中的Ag⁺还原为银，从而可用于化学镀银．
①H₃PO₂中，P元素的化合价为

 

；
②利用H₃PO₂进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，则氧化产物为

 

（填化学式）；
③NaH₂PO₂为

 

（填“正盐”或“酸式盐”），其溶液显

 

（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”）；
（3）H₃PO₂的工业制法是：将白磷（P₄）与Ba（OH）₂溶液反应生成PH₃气体和Ba（H₂PO₂）₂，后者再与H₂SO₄反应，写出白磷与Ba（OH）₂溶液反应的化学方程式

 

；
（4）H₃PO₂也可用电渗析法制备．“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

①写出阳极的电极反应式

 

；
②分析产品室可得到H₃PO₂的原因

 

；
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，其缺点是产品中混有

 

杂质，该杂质产生的原因是

 

．

Answer 1

考点：真题集萃,氧化还原反应,电解质在水溶液中的电离,电解原理,磷

专题：电化学专题,元素及其化合物

分析：（1）根据H₃PO₂是一元中强酸可知，H₃PO₂是弱电解质，溶液中部分电离出氢离子，据此写出电离方程式；
（2）①根据化合物中总化合价为0计算出P元素的化合价；
②先判断氧化剂、氧化剂，然后根据氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1计算出反应产物中P的化合价；
③根据H₃PO₂是一元中强酸，可以判断NaH₂PO₂为正盐，由于为H₃PO₂为弱电解质，则NaH₂PO₂为强碱弱酸盐，则溶液显示弱碱性；
（3）根据题干信息“将白磷（P₄）与Ba（OH）₂溶液反应生成PH₃气体和Ba（H₂PO₂）₂”写出该反应的化学方程式为；
（4）①根据阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子和H₂PO₂^-，判断放电能力强弱，然后写出阳极的电极反应式；
②根据图示“四室电渗析法”工作原理分析产品室可得到H₃PO₂的原因；
③根据H₃PO₂及NaH₂PO₂均容易被氧化分析该装置缺点．

解答： 解：（1）H₃PO₂是一元中强酸，溶液中部分电离出氢离子，所以其电离方程式为：H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺，
故答案为：H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺；
（2）①H₃PO₂中，总化合价为0，其中氢元素为+1价，氧元素为-2价，则P元素的化合价为：+1价，
故答案为：+1；
②该反应中Ag⁺为氧化剂，H₃PO₂为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，设反应产物中P的化合价为x，根据化合价升降相等可得，4×（1-0）=1×（x-1），解得x=5，所以氧化产物为+5价的H₃PO₄，
故答案为：H₃PO₄；
③由于H₃PO₂是一元中强酸，所以NaH₂PO₂为正盐，由于为H₃PO₂为弱电解质，则NaH₂PO₂为强碱弱酸盐，溶液显示弱碱性，
故答案为：正；弱碱性；
（3）H₃PO₂的工业制法是：将白磷（P₄）与Ba（OH）₂溶液反应生成PH₃气体和Ba（H₂PO₂）₂，该反应的化学方程式为：2P₄+3Ba（OH）₂+6H₂O=3Ba（H₂PO₂）₂+2PH₃↑，
故答案为：2P₄+3Ba（OH）₂+6H₂O=3Ba（H₂PO₂）₂+2PH₃↑；
（4）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：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，
故答案为：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；
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，
故答案为：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；
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PO₄^3-，产品中混有PO₄^3-，
故答案为：PO₄^3-；H₂PO₂^-或H₃PO₂被氧化．

点评：本题考查了盐的水解原理、电解原理、弱电解质的电离、氧化还原反应等知识，题目难度较大，试题涉及的知识点较多，充分考查了学生对所学知识的掌握情况．