精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
9.次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性.回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式H3PO2?H2PO2-+H+.
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银.
①(H3PO2)中,P元素的化合价为+1.
②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为:H3PO4(填化学式).
③NaH2PO2为正盐(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显弱碱性(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”).
(3)(H3PO2)的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应.写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑.
(4)H3PO2也可用电渗析法制备,“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写出阳极的电极反应式2H2O-4e-=O2↑+4H+.
②分析产品室可得到H3PO2的原因由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜进入产品室,而原料室中的H2PO2-通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2.
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,其缺点是产品中混有H3PO4杂质.

分析 (1)H3PO2是一元中强酸,电离得到H+与H2PO2-;
(2)①根据化合价代数和为0计算P元素化合价;
②Ag+为氧化剂,被还原为Ag,H3PO2为还原剂,被氧化,根据电子转移守恒计算氧化产物中P元素化合价,进而判断氧化产物;
③H3PO2是一元中强酸,则NaH2PO2为正盐,酸根离子在水溶液里水解导致溶液呈碱性;
(3)白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,配平书写方程式;
(4)阳极室水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HPO32-反应得到H3PO3,由于氧气可以将H3PO3氧化为H3PO4,左边阳离子交换膜防止氧气可以将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,如果去掉右边阳离子膜,导致氢氧化钠中混有Na2HPO3杂质,Na2HPO3为正盐,不与NaOH反应.

解答 解:(1)H3PO2是一元中强酸,溶液中部分电离出氢离子,所以其电离方程式为:H3PO2?H2PO2-+H+,
故答案为:H3PO2?H2PO2-+H+;
(2)①H3PO2中,总化合价为0,其中氢元素为+1价,氧元素为-2价,则P元素的化合价为:+1价,
故答案为:+1;
②该反应中Ag+为氧化剂,H3PO2为还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,设反应产物中P的化合价为x,根据化合价升降相等可得,4×(1-0)=1×(x-1),解得x=5,所以氧化产物为+5价的H3PO4,
故答案为:H3PO4;
③H3PO2是一元中强酸,则NaH2PO2为正盐,H2PO2-离子在水溶液里水解导致溶液呈碱性,
故答案为:正盐;弱碱性;
(3)白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,反应方程式为:2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑,
故答案为:2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑;
(4)阳极室水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HPO32-反应得到H3PO3,由于氧气可以将H3PO3氧化为H3PO4,左边阳离子交换膜防止氧气可以将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.
①阳极室发生氧化反应,电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,
故答案为:2H2O-4e-=O2↑+4H+;
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜进入产品室,而原料室中的H2PO2-通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2,
故答案为:由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜进入产品室,而原料室中的H2PO2-通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2;
③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,氧气可以将H3PO3氧化为H3PO4,导致产品中混有:H3PO4,
故答案为:H3PO4.

点评 本题考查电解原理应用、氧化还原反应、盐类水解、电离方程式、元素化合物知识等,侧重考查学生对知识迁移应用,(4)中关键根据装置图、电极反应与物质的性质理解制备原理,注意对题目中信息的应用,难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列图示与对应的叙述不相符的是(  )
A.图1表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
B.图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示反应aA(g)+bB(g)?cC(g)表示改变某一条件对化学平衡的影响,若p1>p2 此反应自发进行,必须满足的条件是低温
D.图4 表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,随着Ba(OH)2溶液体积V的变化,沉淀总物质的量n的变化

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下
温 度(℃)360440520
K值0.0360.0100.0038
(1)①若25℃时1mol氮气完全转化为氨气放出92.4kJ的热量,写出工业合成氨的热化学方程式N2(g)+3H2(g)$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是ad.(填序号)
a.增大压强              b.使用合适的催化剂
c.升高温度              d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应 CH4(g)+H2O (g)═CO(g)+3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的$\frac{n({H}_{2}O)}{n(C{H}_{4})}$恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1<P2(填“>”、“=”或“<”).
②该反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”).
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)═CO2 (g)+H2(g) 获取.
①T℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08mol•L-1,则平衡时CO的转化率为60%,该温度下反应的平衡常数K值为2.25.
②保持温度仍为T℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是cd(填序号).
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.标准状况下的4.48LN2的物质的量是0.2mol,质量是5.6g.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.完成下列问题(1)
①用18.00mol•L-1的浓硫酸配制2.00mol•L-1的稀硫酸100mL,需要用量筒量取11.1mL的18.00mol•L-1的浓硫酸
②若在操作中没有把少量洗涤烧杯的洗涤液全部转移到容量瓶中,会使所配稀硫酸溶液的浓度偏低(填“偏大”或“偏小”“无影响”)
③若量取浓溶液时俯视量筒会使所配稀硫酸溶液的浓度偏低
(2)氧元素在自然界中存在O2和O3两种同素异形体,现有等质量的O2和O3,它们的
①物质的量之比为3:2
②所含原子数之比为1:1
③在相同状况下的体枳之比为3:2.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.2010年10月上海世博会临近结束的时刻,燃料电池车成为世博会上冉冉升起的新星.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能,而不经过热能这一中间形式,它已用于宇宙飞船及潜艇中.
(1)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2═2H2O,电解液为KOH溶液,反应保持在较高温度使H2O蒸发.下列叙述正确的是D.
A.此电池能发出蓝色火焰        
B.H2为正极,O2为负极
C.工作时,电解液的pH不断减小
D.负极的电极反应为2H2+4OH--4e-═4H2O,
正极的电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-
(2)在宇宙飞船或潜艇中,还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水,今欲得
常温下1L水,则电池内电子转移的物质的量约为1.1×102 mol.
(3)由美国西屋公司研制开发的固体氧化物燃料电池,以固体氧化铝-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应.
该电池a极对应的电极反应式为O2+4e-═2O2-,电池总反应方程式为2H2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.对下列由电极和电解质溶液构成的装置叙述不正确的是(  )
A.若X、M、Q分别是H2SO4、Pb和PbO2,a、b连接后两极都有PbSO4生成
B.若X、M、Q分别是滴加酚酞的Na2SO4、C和Fe,a、b分别连接电源的正、负极,则通电后Q周围溶液颜色变红
C.若X、M、Q分别CuSO4、Cu和Fe,a、b分别连接电源的正、,则可在铁上镀铜
D.若X、M、Q分别是NaCl、C和Fe,则a、b连接后,M电极上有气体产生

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾.
(1)X极与电源的正极(填“正”或“负”)极相连,氢气从C(填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出.
(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为阴离子(填“阴离子”或“阳离子”)
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极),则电池负极的反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O.
(4)若在标准状况下制得11.2L氢气,则生成硫酸的质量是49g,转移的电子数为6.02×1023.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.如图是一个化学过程的示意图,已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O则下列说法中不正确的是(  )
A.甲池是燃料电池,其中通入氧气的一极是原电池的正极
B.乙池是电解池,铁电极是阴极,一段时间后会析出金属银
C.甲池是电解池,乙是原电池
D.甲池一段时间后溶液的pH值会变小

查看答案和解析>>

同步练习册答案