Question

4．亚磷酸（H₃PO₃）与足量的NaOH溶液反应生成Na₂HPO₃．
（1）亚磷酸是二元酸．
（2）PCl₃水解可制取亚磷酸，反应的化学方程式是PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl．
（3）在H₃PO₃溶液中存在电离平衡：H₃PO₃═H⁺+H₂PO₃^-．
①某温度下0.10mol•L^-1H₃PO₃溶液pH=1.6，即溶液中c（H⁺）=2.5×10^-2 mol•L^-1．求该温度下，上述电离平衡的平衡常数K=8.3×10^-3mol/L（只考虑H₃PO₃的第一步电离，结果保留两位有效数字）．
②根据H₃PO₃的性质可推测Na₂HPO₃稀溶液的pH＞7 （填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）电解Na₂HPO₃溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如下：

①阴极的电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑；②产品室中反应的离子方程式为HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃．
（5）亚磷酸具有强还原性，可将Cu²⁺还原为金属单质，亚磷酸与硫酸铜溶液反应的化学方程式为H₃PO₃+CuSO₄+H₂O=Cu+H₃PO₄+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）与足量的NaOH溶液反应生成Na₂HPO₃，可说明为二元酸；
（2）根据水解反应方程式确定生成物；
（3）①电离平衡常数K=$\frac{C（{H}^{+}）C（{H}_{2}P{{O}_{3}}^{-}）}{C（{H}_{3}P{O}_{3}）}$；
②根据H₃PO₃的酸性强弱确定Na₂HPO₃溶液的酸碱性；
（4）①阴极上得电子发生还原反应；
②产品室中HPO₃^2-和氢离子结合 生成亚磷酸；
（5）亚磷酸和Cu²⁺发生氧化还原反应，亚磷酸作还原剂被氧化生成磷酸，铜离子被还原生成铜，据此写出反应方程式．

解答 解：（1）与足量的NaOH溶液反应生成Na₂HPO₃，可说明为二元酸，故答案为：二；
（2）PCl₃水解可制取亚磷酸和盐酸，水解方程式为：PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl，故答案为：PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl；
（3）①H₃PO₃?H⁺+H₂PO₃^-
起始浓度     0.10      0       0
反应浓度  2.5×10^-2 2.5×10^-2 2.5×10^-2
平衡浓度0.10-2.5×10^-2 2.5×10^-2 2.5×10^-2
电离平衡常数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，故答案为8.3×10^-3mol/L；
②H₃PO₃是弱酸，Na₂HPO₃是强碱弱酸盐，所以其水溶液呈碱性，即pH＞7，故答案为：＞；
（4）①阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②产品室中HPO₃^2-和氢离子结合生成亚磷酸，反应离子方程式为：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃，故答案为：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃；
（5）亚磷酸和Cu²⁺发生氧化还原反应，亚磷酸作还原剂被氧化生成磷酸，铜离子被还原生成铜，据此写出反应方程式为：H₃PO₃+CuSO₄+H₂O=Cu+H₃PO₄+H₂SO₄；
故答案为：H₃PO₃+CuSO₄+H₂O=Cu+H₃PO₄+H₂SO₄．

点评 本题考查较为综合，涉及水解反应、氧化还原反应、电极反应式的书写等知识点，电极反应式的书写、有关平衡常数的计算是高考热点，应重点掌握，难度中等．