Question

11．次磷酸（H₃PO₂）是一种精细化工产品，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：H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺．
（2）H₃PO₂中，磷元素的化合价为+1．
（3）NaH₂PO₂是正盐还是酸式盐？其溶液显弱碱性性（填弱酸性、中性、或者弱碱性）．
（4）H₃PO₂也可以通过电解的方法制备．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写出阴极的电极反应式2H⁺+2e^-=H₂↑．
②分析产品室可得到H₃PO₂的原因阳极室的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PO₄^3-杂质．该杂质产生的原因是：H₂PO₂^-或H₃PO₂被氧化．

Answer 1

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）根据化合物中总化合价为0计算出P元素的化合价；
（3）根据H₃PO₂是一元中强酸，可以判断NaH₂PO₂为正盐；
（4）①根据阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子和H₂PO₂^-，氢氧根离子失电子发生氧化反应，阴极上是氢离子得到电子发生还原反应，写出阴极的电极反应式；
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）H₃PO₂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；
（3）由于H₃PO₂是一元中强酸，所以NaH₂PO₂为一元强碱和一元中强酸形成的正盐，所以该盐溶液由于成H₂PO₂^-发生水解呈弱碱性，方程式为H₂PO₂^-+H₂O?H₃PO₂+OH^-，
故答案为：正盐；弱碱性；
（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：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，阴极电极反应是溶液中氢离子得到电子发生还原反应，2H⁺+2e^-=H₂↑
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
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．