Question

【题目】磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题：

(1）已知磷酸（）分子中的三个氢原子都可以与重水分子（D2O）中的D原子发生氢交换。又知次磷酸（H3PO2）也可与D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2) 却不能与D2O发生氢交换。则H3PO2是（填“一元”“二元”或“三元”）酸，其分子的结构式为________（填字母）。

（2）H3PO2具有较强的还原性，可以通过电解的方法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳离子交换膜和阴离子交换膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。

①阳极的电极反应式为_________。

②II 膜为___________（填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”）。

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，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交换膜，从而合并阳极室与产品室，其缺点是产品中混有______杂质。

Answer 1

【答案】（1）一元；B；

（2）①4OH--4e-＝O2↑+2H2O；②阴离子交换膜；③H3PO4(或其他合理答案)

【解析】

试题分析：（1）根据题意可知只有羟基H原子可以发生H交换。次磷酸（H3PO2）可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）却不能跟D2O发生氢交换，说明在H3PO2的分子中只有1个羟基H原子，即为一元弱酸，所以H3PO2的分子结构是，答案选B。

（2）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：4OH--4e-＝O2↑+2H2O；

②产品室可得到H3PO2的原因是因为：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，所以II 膜为阴离子交换膜；

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，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PO43-，产品中混有H3PO4。