Question

4．亞磷酸（H₃PO₃）與足量的NaOH溶液反應生成Na₂HPO₃．
（1）亞磷酸是二元酸．
（2）PCl₃水解可制取亞磷酸，反應的化學方程式是PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl．
（3）在H₃PO₃溶液中存在電離平衡：H₃PO₃═H⁺+H₂PO₃^-．
①某溫度下0.10mol•L^-1H₃PO₃溶液pH=1.6，即溶液中c（H⁺）=2.5×10^-2 mol•L^-1．求該溫度下，上述電離平衡的平衡常數K=8.3×10^-3mol/L（只考慮H₃PO₃的第一步電離，結果保留兩位有效數字）．
②根據H₃PO₃的性質可推測Na₂HPO₃稀溶液的pH＞7 （填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）電解Na₂HPO₃溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：

①陰極的電極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑；②產品室中反應的離子方程式為HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃．
（5）亞磷酸具有強還原性，可將Cu²⁺還原為金屬單質，亞磷酸與硫酸銅溶液反應的化學方程式為H₃PO₃+CuSO₄+H₂O=Cu+H₃PO₄+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）與足量的NaOH溶液反應生成Na₂HPO₃，可說明為二元酸；
（2）根據水解反應方程式確定生成物；
（3）①電離平衡常數K=$\frac{C（{H}^{+}）C（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}{C（{H}_{3}P{O}_{3}）}$；
②根據H₃PO₃的酸性強弱確定Na₂HPO₃溶液的酸堿性；
（4）①陰極上得電子發生還原反應；
②產品室中HPO₃^2-和氫離子結合 生成亞磷酸；
（5）亞磷酸和Cu²⁺發生氧化還原反應，亞磷酸作還原劑被氧化生成磷酸，銅離子被還原生成銅，據此寫出反應方程式．

解答 解：（1）與足量的NaOH溶液反應生成Na₂HPO₃，可說明為二元酸，故答案為：二；
（2）PCl₃水解可制取亞磷酸和鹽酸，水解方程式為：PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl，故答案為：PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl；
（3）①H₃PO₃?H⁺+H₂PO₃^-
起始濃度     0.10      0       0
反應濃度  2.5×10^-2 2.5×10^-2 2.5×10^-2
平衡濃度0.10-2.5×10^-2 2.5×10^-2 2.5×10^-2
電離平衡常數K=$\frac{C（{H}^{+}）C（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}{C（{H}_{3}P{O}_{3}）}$=$\frac{2.5×1{0}^{-2}×2.5×1{0}^{-2}}{.10-2.5×1{0}^{-2}}$mol/L=8.3×10^-3mol/L，故答案為8.3×10^-3mol/L；
②H₃PO₃是弱酸，Na₂HPO₃是強堿弱酸鹽，所以其水溶液呈堿性，即pH＞7，故答案為：＞；
（4）①陰極上氫離子得電子發生還原反應，電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②產品室中HPO₃^2-和氫離子結合生成亞磷酸，反應離子方程式為：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃，故答案為：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃；
（5）亞磷酸和Cu²⁺發生氧化還原反應，亞磷酸作還原劑被氧化生成磷酸，銅離子被還原生成銅，據此寫出反應方程式為：H₃PO₃+CuSO₄+H₂O=Cu+H₃PO₄+H₂SO₄；
故答案為：H₃PO₃+CuSO₄+H₂O=Cu+H₃PO₄+H₂SO₄．

點評 本題考查較為綜合，涉及水解反應、氧化還原反應、電極反應式的書寫等知識點，電極反應式的書寫、有關平衡常數的計算是高考熱點，應重點掌握，難度中等．