Question

17．磷單質及其化合物在工業生產巾有著廣泛的應用．向磷可用于制備高純度的磷酸（磷酸結構簡式為 ），三聚磷酸鈉是常用的水處理劑，次磷酸鈉（Nail₂Pa）可用于化學鍍鎳等等．完成下列填空：
（1）磷元素原子核外最外層電子排布式為3S²3P³．NaH₂PO₂中涉及到四種元素，它們的原子半徑由小到大的順序為H＜O＜P＜Na（填元素符號）．
（2）氧原子核外有3種不同能量的電子．
（3）海產品添加劑多聚磷酸鈉是由Na⁺與多聚磷酸根離子組成的，某種多聚磷酸根的結構如圖．

①原子的雜化類型為sp³．②這種多聚磷酸鈉的化學式為Na_n+2P_nO_3n+1．
（4）次磷酸（H₃PO₂）是一種精細磷化工產品，具有較強還原性
①NaH₂PO₂為正鹽（填“正鹽”或“酸式鹽”），其溶液顯弱堿性（填“弱酸性”“中性”或“弱堿性”）
②次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于化學鍍鎳．化學鍍鎳的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^-，在一定條件下能發生如下反應生成Ni和H₂PO₃^-，寫出上述反應離子方程式H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）根據磷原子核外電子排布寫出最外層電子排布式；NaH₂PO₂中涉及到四種元素為Na、H、P和O，原子的電子層數越多，原子半徑越大，若電子層相同，核電荷數越大，原子半徑越小；
（2）根據氧原子核外含有的能級數進行判斷；
（3）①根據價層電子對互斥理論確定其雜化方式；
②由給出的多聚磷酸根結構式知，含有n個多聚磷酸根離子，相當于是n個磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，從而確定分子式；
（4）①H₃PO₂是一元中強酸，則NaH₂PO₂為正鹽，酸根離子在水溶液里水解導致溶液呈堿性；
②根據氧化還原反應中化合價變化及質量守恒定律判斷反應物和生成物，并配平反應方程式、判斷還原產物．

解答 解：（1）磷元素原子核外最外層5個電子，最外層電子排布式為：3S²3P³；NaH₂PO₂中含有的元素中，H原子電子層最少，原子半徑最小，其次是氧原子的原子半徑，鈉原子和磷原子都含有三個電子層，磷原子的核電荷數大于鈉原子，所以磷原子的原子半徑小于鈉原子，所以它們的原子半徑關系為H＜O＜P＜Na，
故答案為：3S²3P³； H＜O＜P＜Na；
（2）共有1s 2s 2p 3個能級，所以氧原子共有3種能量不同的電子，故答案為：3；
（3）①磷原子形成了四個σ鍵，沒有孤電子對，價電子對數為4，故呈sp³雜化，故答案為：sp³；
②由給出的多聚磷酸根結構式知，含有n個多聚磷酸根離子，相當于是n個磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，所帶電荷為-2×（3n+1）+5n=-（n+2），由化合價規則知磷酸鈉的組成為Na_n+2P_nO_3n+1，故答案為：Na_n+2P_nO_3n+1；
（4）①H₃PO₂是一元中強酸，則NaH₂PO₂為正鹽，酸根離子在水溶液里水解導致溶液呈堿性，故答案為：正鹽；弱堿性；
②由氧化還原反應中化合價升降相等進行配平：鎳元素的化合價降低了2價，磷元素的化合價升高的2價，所以根據原子守恒結合電荷守恒可得配平的方程式為：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，故答案為：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺．

點評 本題考查了氧化還原反應的配平、粒子比較大小比較、同主族元素性質遞變規律與原子結構的關系，題目難度中等，試題涉及的內容較多，題量較大，充分考查了學生對學生知識的掌握情況．