Question

次磷酸（H₃PO₂）也是一种中强酸，具有强还原性，与足量NaOH反应生成NaH₂PO₂．H₃PO₂可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：
①写出阴极的电极反应式：

 

．
②分析制备过程中阳极室溶液的浓度变化（填“变大”、“变小”或“不变”）

 

，
H₂PO₂^-在溶液中的流向

 

．
每生成2mol H₃PO₂，电路中转移的电子数目为

 

．
③若撤去上述装置中阳极室与产品室之间的阳膜，将两室合并，用H₃PO₂稀溶液代替稀硫酸，也可制得H₃PO₂，其缺点是产品中混有杂质，产生该杂质的原因是

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：

分析：①根据阴极中阳离子为钠离子和氢离子，判断放电能力强弱，然后写出阴极上得电子发生还原反应的电极反应式；
②根据图示“四室电渗析法”工作原理分析浓度变化，离子移动和电路中转移电子数；
③根据H₃PO₂及NaH₂PO₂均容易被氧化分析该装置缺点．

解答： 解：①阴极中阳离子为钠离子和氢离子，氢离子得电子能力强，在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↑；
①由于阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子和H₂PO₂^-，其中放电能力最强的是氢氧根离子，则阳极发生的电极反应为：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，水减少，所以阳极室溶液浓度增大；H₂PO₂^-为阴离子，只能通过阴膜即流向产品室；阳极室的H⁺穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H₂PO₂^-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H₃PO₂，H₂PO₃^-+H⁺=H₃PO₃，转移电子数和生成氢离子数相等，故每生成2mol H₃PO₂，电路中转移的电子数目为2N_A；故答案为：变大；产品室；2N_A；
③将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H₃PO₂稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是阳极产生的氧气会把H₂PO₂^-或H₃PO₂氧化成PO₄^3-，产品中混有PO₄^3-，
故答案为：阳极产生的氧气会把H₂PO₂^-或H₃PO₂氧化成PO₄^3-，产品中混有PO₄^3-．

点评：本题考查了盐的水解原理、电解原理、弱电解质的电离、氧化还原反应等知识，题目难度较大，试题涉及的知识点较多，充分考查了学生对所学知识的掌握情况．