Question

【题目】磷单质及其化合物有着广泛应用。

（1）在1.0 L密闭容器中放入0.10mol PCl5(g)，一定温度进行如下反应:PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1

反应时间(t)与容器内气体总压强(p/100kPa)的数据见下表：

回答下列问题:

①PCl3的电子式为_______。

②T1温度下，反应平衡常数K=______。

③T1___T2（填“＞”、“＜”或“＝”，下同），PCl5的平衡转化率α1(T1) __α2(T2)。

（2）PCl5、PCl3可转化为H3PO4、H3PO3。已知下列热化学方程式：

PCl5(g)＋4H2O(l) = H3PO4(aq)＋5HCl(aq) ΔH2

PCl3(g)＋3H2O(l) = H3PO3(aq)＋3HCl(aq) ΔH3

H3PO3(aq)＋Cl2(g)＋H2O(l) = H3PO4(aq)＋2HCl(aq) ΔH4

则ΔH4= ______。（用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示）

（3）次磷酸钴[Co(H2PO2)2]广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如下图。

①Co的电极反应式为______________，A、B、C为离子交换膜，其中B为__________离子交换膜（填“阳”或“阴”）。

②次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，次磷酸钠溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________。

Answer 1

【答案】 0.32 mol·L－1 ＜ ＜ ΔH2－ΔH1－ΔH3 Co－2e－=Co2＋ 阴 c(Na＋)＞c(H2PO2－)＞c(OH－)＞c(H+)

【解析】(1). ①.P原子最外层有5个电子，Cl原子最外层有7个电子，P原子与3个Cl原子形成3个共用电子对，PCl3的电子式为，故答案为：；

②. 在恒温恒容的密闭容器中，容器内气体的总压强之比等于气体的总物质的量之比，根据平衡三段式法有：

PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)

起始量(mol) 0.1 0 0

转化量(mol) x x x

平衡量(mol) 0.1-x x x

平衡时气体总物质的量为：(0.1-x+x+x)=(0.1+x)mol，则有： = ，x=0.08mol，所以T1温度下，反应平衡常数K==0.32 mol·L－1，故答案为：0.32 mol·L－1；

③. 在1.0 L密闭容器中放入0.10mol PCl5(g)，由表中数据可知，在时间为0时，T1对应的气体总压强小于T2对应的气体总压强，因相同条件下温度越高，气体的压强越大，所以T1＜T2，在温度为T2时，根据平衡三段式法有：

PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)

起始量(mol) 0.1 0 0

转化量(mol) y y y

平衡量(mol) 0.1-y y y

平衡时气体总物质的量为：(0.1-y+y+y)=(0.1+y)mol，则有： = ，y=0.083mol，x=0.08mol＜y=0.083mol，所以在温度为T2时PCl5的平衡转化率更大，即α1(T1) ＜α2(T2)，故答案为：＜；＜；

(2). 已知：① PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1、② PCl5(g)＋4H2O(l) = H3PO4(aq)＋5HCl(aq) ΔH2 ③ PCl3(g)＋3H2O(l) = H3PO3(aq)＋3HCl(aq) ΔH3，根据盖斯定律，②-①-③得H3PO3(aq)＋Cl2(g)＋H2O(l) = H3PO4(aq)＋2HCl(aq)，所以ΔH4=ΔH2－ΔH1－ΔH3，故答案为：ΔH2－ΔH1－ΔH3；

(3). ①. 以金属钴和次磷酸钠为原料，用电解法制备次磷酸钴[Co(H2PO2)2]，Co的化合价从0价升高到+2价，则Co的电极反应式为Co－2e－=Co2＋，产品室可得到次磷酸钴的原因是：阳极室的Co2＋通过阳离子交换膜进入产品室，原料室的H2PO2－通过阴离子交换膜进入产品室与Co2＋结合生成Co(H2PO2)2，所以B是阴离子交换膜，故答案为：Co－2e－=Co2＋；阴；

②. 次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，在次磷酸钠溶液中，H2PO2－水解使溶液呈碱性，溶液中各离子浓度的大小关系为：c(Na＋)＞c(H2PO2－)＞c(OH－)＞c(H+)，故答案为：c(Na＋)＞c(H2PO2－)＞c(OH－)＞c(H+)。