Question

亞磷酸（H₃PO₃）是二元酸，H₃PO₃溶液存在電離平衡：H₃PO₃ H⁺ + H₂PO₃^－。亞磷酸與足量NaOH溶液反應，生成Na₂HPO₃。
（1）①寫出亞磷酸與少量NaOH溶液反應的離子方程式____________________________。
②某溫度下，0.1000 mol·L^－1的H₃PO₃溶液pH的讀數為1.6，即此時溶液中c (H⁺) ＝ 2.5×10^－2 mol·L^－1，除OH^－之外其他離子的濃度由小到大的順序是                 ，該溫度下H₃PO₃電離平衡的平衡常數K=                 。（H₃PO₃第二步電離忽略不計，結果保留兩位有效數字）
③向H₃PO₃溶液中滴加NaOH溶液至中性，所得溶液中
c(Na⁺)_______ c(H₂PO₃^－)+ 2c(HPO₃^2－)（填“＞”、 “＜” 或“=”）。
（2）亞磷酸具有強還原性，可使碘水褪色，該反應的化學方程式_______________________。
（3）電解Na₂HPO₃溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：

說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過。
①陰極的電極反應式為________________________。
②產品室中反應的離子方程式為________________。

Answer 1

（1） ①H₃PO₃+OH^－＝H₂PO₃^－+H₂O (2分)
②c(HPO₃^2－)＜c(H₂PO₃^－)＜c(H⁺) (2分)   8.3×10^－3mol/L(2分，寫或不寫單位均正確)
③ ＝ (2分)
（2）H₃PO₃+I₂+H₂O＝H₃PO₄+2HI(2分)
（3）①2H⁺+2e^－＝H₂↑ (2分)
②HPO₃^2－+2H⁺＝H₃PO₃(2分) 或HPO₃^2－+H⁺＝H₂PO₃^－、H₂PO₃^－+H⁺＝H₃PO₃(各1分)

解析考點分析：（1）①亞磷酸是二元酸，亞磷酸和少量氫氧化鈉反應生成NaH₂PO₃、H₂O，所以該反應方程式為：H₃PO₃+OH^-=H₂PO₃^-+H₂O，故答案為：H₃PO₃+OH^-=H₂PO₃^-+H₂O；
②0.1000mol?L^-1的H₃PO₃溶液pH的讀數為1.6，氫離子濃度小于亞磷酸濃度，所以亞磷酸是二元弱酸，在水中分步電離，且第一步電離程度大于第二步，兩步電離中都有氫離子生成，所以氫離子濃度最大，離子濃度大小順序是c（HPO₃^2-）＜c（H₂PO₃^-）＜c（H⁺），
H₃PO₃ H⁺+H₂PO₃^-
起始時各物質濃度（mol?L^-1）     0.10     0       0
反應的各物質的濃度（mol?L^-1）2.5×10^-2 2.5×10^-2   2.5×10^-2
平衡時各物質的濃度（mol?L^-1）0.10-2.5×10^-2 2.5×10^-22.5×10^-2
K＝c（H⁺）c（H₂PO₃^?）/c(c(H₃PO₃)＝2.5×10^?2×2.5×10^?2/0.10-2.5×10^?2=8.3×10^-3mol/L；
故答案為：c（HPO₃^2-）＜c（H₂PO₃^-）＜c（H⁺），8.3×10^-3mol/L；  
③溶液呈中性，則C（H⁺）=C（OH^-），溶液呈電中性，則c（Na⁺）+C（H⁺）=C（OH^-）+c（H₂PO₃^-）+2c（HPO₃^2-），因為C（H⁺）=C（OH^-），所以c（Na⁺）=c（H₂PO₃^-）+2c（HPO₃^2-），故答案為：=；
（2）碘具有強氧化性，亞磷酸具有強還原性，所以亞磷酸和碘能發生氧化還原反應生成氫碘酸和磷酸，反應方程式為：H₃PO₃+I₂+H₂O=2HI+H₃PO₄，故答案為：H₃PO₃+I₂+H₂O=2HI+H₃PO₄；
（3）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．
考點：弱電解質的電離、電極反應式的書寫、有關平衡常數的計算。