Question

亚磷酸（H₃PO₃）是二元酸，H₃PO₃溶液存在电离平衡：H₃PO₃H⁺ + H₂PO₃^－。亚磷酸与足量NaOH溶液反应，生和Na₂HPO₃。

（1）①写出亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式_____________________________________。

②某温度下，0.1000 mol·L^－1的H₃PO₃溶液pH的读数为1.6，即此时溶液中c (H⁺) = 2.5×10^－2 mol·L^－1，除OH^—之外其他离子的浓度由小到大的顺序是                       ，该温度下H₃PO₃电离平衡的平衡常数K=                 。（H₃PO₃第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字）

③向H₃PO₃溶液中滴加NaOH溶液至中性，所得溶液中c（Na⁺）_______ c（H₂PO₃^-）+ 2c（HPO₃^2-）（填“>”、 “<” 或“=”）。

（2）亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色，该反应的化学方程式_______________________。

（3）电解Na₂HPO₃溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如下：

说明：阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过。

①阴极的电极反应式为_____________________________。

②产品室中反应的离子方程式为_____________________。

Answer

（14分）（1）  ① H3PO3+OH—＝H2PO3—+H2O   （2分）

②c（HPO32-）< c（H2PO3-）< c（H+）  （2分） 8.3×10－3mol/L  （2分）  ③ ＝（2分）

（2）H3PO3 + I2 +H2O = 2HI + H3PO4  （2分）  （3）① 2H+ + 2e－＝H2↑   （2分）  

②HPO32－+ 2H+＝H3PO3 （2分）或：HPO32－+ H+ ＝H2PO3－ 、H2PO3－+ H+＝H3PO3（各1分）

【解析】

试题分析：（1）①亚磷酸是二元酸，亚磷酸和少量氢氧化钠反应生成NaH2PO3、H2O，所以该反应方程式为H3PO3+OH—＝H2PO3—+H2O。

②0.1000mol•L-1的H3PO3溶液pH的读数为1.6，氢离子浓度小于亚磷酸浓度，所以亚磷酸是二元弱酸，在水溶液中分步电离，且第一步电离程度大于第二步，两步电离中都有氢离子生成，所以氢离子浓度最大，因此离子浓度大小顺序是c（HPO32-）< c（H2PO3-）< c（H+）。

                                 H3PO3        H+   +  H2PO3－

起始时各物质浓度（mol•L－1）     0.10            0       0

反应的各物质的浓度（mol•L－1）2.5×10－2            2.5×10－2   2.5×10－2

平衡时各物质的浓度（mol•L－1）0.10－2.5×10－2    2.5×10－2      2.5×10－2  

K＝＝＝8.3×10－3mol/L

③溶液呈中性，则c（H+）＝c（OH-），又因为溶液呈电中性，则c（Na+）+C（H+）＝C（OH-）+c（H2PO3-）+2c（HPO32-），由于C（H+）=C（OH-），所以c（Na+）＝c（H2PO3-）+2c（HPO32-）。

（2）碘具有强氧化性，亚磷酸具有强还原性，所以亚磷酸和碘能发生氧化还原反应生成氢碘酸和磷酸，反应的化学方程式为H3PO3 + I2 +H2O = 2HI + H3PO4 。

（3）①电解池中阴极得到电子，发生还原反应，所以阴极上是氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H+ + 2e－＝H2↑。

②产品室中HPO32-和氢离子结合生成亚磷酸，因此反应离子方程式为HPO32－+ 2H+＝H3PO3。

考点：弱电解质的电离、电离平衡常数的计算、溶液中中离子浓度大小比较、氧化还原反应方程式的书写以及电化学原理的应用等