磷的含氧酸及其盐是一类重要的化工产品,广泛用于食品、营养、肥料、阻燃、去油去污、防腐蚀、防锈、锅炉水处理等。
连二磷酸H4P2O6是一种四元酸,它的结构式为 (1) 。在0℃时,H4P2O6在空气中是稳定的,温度升高,部分H4P2O6转变成它的异构体,结构式为 (2) ;也有部分会发生歧化反应,生成另外两种各含2个磷原子的含氧酸,它们的结构式为 (3) 和 (4) 。H4P2O6在酸性介质中加热会分解成两种磷的含氧酸,化学方程式为 (5) 。
制备连二磷酸可以从制备其钠盐出发,在5℃时把红磷加入到剧烈搅拌的NaOH(0.2mol?L-1)和NaClO(1.5mol?L-1)的混合溶液中,反应得Na2H2P2O6,化学方程式为 (6) 。将提纯后的二钠盐溶于水,再通过 (7) ,即可获得纯的连二磷酸的水溶液,然后减压蒸发可得连二磷酸晶体。
(1)
;(2)
;(3)
;(4)
;(5)H
4P
2O
6+H
2O
H
3PO
4+H
3PO
3;(6)2P+4NaClO+2NaOH=Na
2H
2P
2O
6+4NaCl;(7)H
+型阳离子交换树脂。
【试题分析】
连二磷酸H
4P
2O
6是一种四元酸,其结构中含有四个羟基(―OH),据此可写出它的结构式为
;它的同分异构体只能是
;连二磷酸H
4P
2O
6发生歧化反应的化学方程式为2H
4P
2O
6=H
4P
2O
7+H
4P
2O
5;H
4P
2O
6在酸性介质中加热会分解成两种磷的含氧酸,化学方程式为H
4P
2O
6+H
2O
H
3PO
4+H
3PO
3;根据题意制备连二磷酸的化学方程式可以表示为2P+4NaClO+2NaOH=Na
2H
2P
2O
6+4NaCl。
该题以磷的含氧酸为题源进行展开,考查了氧化还原反应、同分异构体、歧化反应等知识,对我们理解无机含氧酸的相关知识有很大的帮助。