Question

2．含氧酸的元数等于羟基氢的个数，氢氧化钠只能中和连在氧上的羟基氢，磷元素有多种含氧酸，如次磷酸（H₃PO₂）、亚磷酸（H₃P0₃）、磷酸等，它们分别为一元、二 元、三元弱酸或中强酸．
（1）其中次磷酸钠常用来给腈纶织物进行化学镀，某种碱性化学镀铜试剂的配方有次磷酸钠和硫酸铜，产物中有亚磷酸钠的正盐，请写出相关离子方程式：H₂PO₂^-+Cu²⁺+3OH^-=Cu↓+HPO₃^2-+2H₂O．
（2）亚磷酸可以由三氯化磷水解得到，也可以由电解亚磷酸钠来制备，如图1是用一个六室电渗析槽制备亚磷酸．其中阳极室和产品室之间的阳离子膜主要目的是防止：2H₃PO₃+O₂=2H₃PO₄（只要求写出化学方程式），这种方法的产品除了有亚磷酸，还有：氧气、氢气、氢氧化钠，如果去掉右边两个阳离子膜（没有了右边的缓冲室），带来的不利后果是（填序号）：B．
A、氢氧化钠与原料Na₂HP0₃会发生反应    B、导致产品氢氧化钠中混有杂质，难以分离．

（3）三氯化磷（PC1₃）是一种重要的有机合成催化剂，实验室常用红磷与干燥的Cl₂制取PC1₃，装置如图2所示．PCl₃遇0₂会生成POCl₃ （三氯氧磷），POCl₃溶于PC1₃，PC1₃遇水会强烈水解生成亚磷酸和HCl，PCl₃、POCl₃的熔沸点见如表．

物质	熔点/℃	沸点/℃
PC13	-112	75.5
POCI3	2	105.3

请回答：
①E烧杯内冷水的作用是冷凝PCl₃蒸汽，便于PCl₃收集．
②干燥管F的作用是收尾气中氯气，以免污染空气，防止空气中的水蒸气进入烧瓶使PCl₃水解．
③检査装置气密性后，向D装置的曲颈瓶中加人红磷，打开K₃通人干燥的CO₂，一段时间后关闭K₃，加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通人氯气，反应立即进行，其中通人干燥CO₂的目的是排尽曲颈瓶中的空气，防止PC1₃与O₃等发生副反应．
（4）实验制得的粗产品中常含有POC1₃、PC1₅等，加入红磷加热除去PC1₅后，再通过蒸馏（填实验名称）即可得到较纯净的PC1₃．

Answer 1

分析 （1）由题目信息可知，次磷酸钠（NaH₂PO₂）和硫酸铜再碱性条件反应生成Na₂HPO₃，反应中P元素化合价由+1价升高为+3价，P元素发生氧化反应，故Cu元素应发生还原反应，该反应发生镀铜，故反应生成Cu；
（2）阳极室放电生成氧气与氢离子，氢离子通过阳离子交换膜进入产品室，与产品室中HPO₃^2-反应得到H₃PO₃，氧气可以将H₃PO₃氧化为H₃PO₄；阴极室中是水放电生成氢气与氢氧根，钠离子通过阳离子交换膜加入阴极室，故整个过程还有氧气、氢气、氢氧化钠生成；
如果去掉右边两个阳离子膜，导致氢氧化钠中混有Na₂HPO₃杂质，Na₂HPO₃为正盐，不与NaOH反应；
（3）利用氯气与红磷反应得到PCl₃，由于PCl₃遇O₂会生成POCl₃，PC1₃遇水会强烈水解生成亚磷酸和HCl，故整个制备过程应在没有氧气、干燥环境下进行，通入二氧化碳排尽装置内空气，PCl₃沸点为75.5℃，D中反应得到PCl₃蒸汽，再E装置中冷却收集PCl₃，未反应的氯气直接排放会污染空气，空气中水蒸气可能进入装置，F装置中碱石灰吸收多余的Cl₂，且防止空气中的水蒸气进入烧瓶使PCl₃水解；
（4）粗产品中常含有POC1₃、PC1₅等，加入红磷加热除去PC1₅后，由于POCl₃溶于PC1₃，形成混合溶液，二者沸点相差较大，可以利用蒸馏法进行分离．

解答 解：（1）由题目信息可知，次磷酸钠（NaH₂PO₂）和硫酸铜再碱性条件反应生成Na₂HPO₃，反应中P元素化合价由+1价升高为+3价，P元素发生氧化反应，故Cu元素应发生还原反应，该反应发生镀铜，故反应生成Cu，该反应离子方程式为：H₂PO₂^-+Cu²⁺+3OH^-=Cu↓+HPO₃^2-+2H₂O，
故答案为：H₂PO₂^-+Cu²⁺+3OH^-=Cu↓+HPO₃^2-+2H₂O；
（2）阳极室放电生成氧气与氢离子，氢离子通过阳离子交换膜进入产品室，与产品室中HPO₃^2-反应得到H₃PO₃，氧气可以将H₃PO₃氧化为H₃PO₄，故阳离子膜主要目的是防止：氧气可以将H₃PO₃氧化为H₃PO₄，反应方程式为：2H₃PO₃+O₂=2H₃PO₄，
阴极室中是水放电生成氢气与氢氧根，钠离子通过阳离子交换膜加入阴极室，故整个过程还有氧气、氢气、氢氧化钠生成；
如果去掉右边两个阳离子膜，导致氢氧化钠中混有Na₂HPO₃杂质，Na₂HPO₃为正盐，不与NaOH反应，
故答案为：2H₃PO₃+O₂=2H₃PO₄；氧气、氢气、氢氧化钠；B；
（3）利用氯气与红磷反应得到PCl₃，由于PCl₃遇O₂会生成POCl₃，PC1₃遇水会强烈水解生成亚磷酸和HCl，故整个制备过程应在没有氧气、干燥环境下进行，通入二氧化碳排尽装置内空气，PCl₃沸点为75.5℃，D中反应得到PCl₃蒸汽，再E装置中冷却收集PCl₃，未反应的氯气直接排放会污染空气，空气中水蒸气可能进入装置，F装置中碱石灰吸收多余的Cl₂，且防止空气中的水蒸气进入烧瓶使PCl₃水解．
①E烧杯内冷水的作用是：冷凝PCl₃蒸汽，便于PCl₃收集，
②干燥管F的作用是：吸收尾气中氯气，以免污染空气，防止空气中的水蒸气进入烧瓶使PCl₃水解，
③通入干燥CO₂的目的是：排尽曲颈瓶中的空气，防止PC1₃与O₃等发生副反应，
故答案为：冷凝PCl₃蒸汽，便于PCl₃收集；收尾气中氯气，以免污染空气，防止空气中的水蒸气进入烧瓶使PCl₃水解；排尽曲颈瓶中的空气，防止PC1₃与O₃等发生副反应；
（4）粗产品中常含有POC1₃、PC1₅等，加入红磷加热除去PC1₅后，由于POCl₃溶于PC1₃，形成混合溶液，二者沸点相差较大，可以利用蒸馏法进行分离，
故答案为：蒸馏．

点评 本题考查化学实验制备、电解原理、化学方程式书写等，是对学生综合能力的考查，注意对题目中信息的应用，难度中等．