③NaH2PO2为___________(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显_______(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_____ ______________________________________。
(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____________________________________。
②分析产品室可得到H3PO2的原因___________________________________。
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 杂质,该杂质产生的原因是 。
【答案】(1)H3PO2
H++H2PO2-
(2)①+1。②H3PO4。③正盐,碱性。
(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O=2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
(4)①2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2.
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,通过阳膜扩散进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,二者反应生成H3PO2.
③H3PO4或PO43-。由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4。
【解析】(1)一元酸,只发生一步电离,中强酸是弱电解质:H3PO2(2)①利用元素化合价代数和为零,得出P元素为+1价。
H++H2PO2-
②H3PO2做还原剂,Ag+是氧化剂,二者1︰4反应,则H3PO2失去4个电子,P元素变为+5价,生成H3PO4。
③由于H3PO2是一元酸,所以NaH2PO2是正盐,弱酸强碱盐水解显碱性。
(3)反应的反应物与产物都给出,是P元素的歧化反应,注意配平就可以:2P4+3Ba(OH)2+6H2O=2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
(4)①阳极室电极上发生氧化反应,失电子的是OH-。2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-=2H2O+O2↑.
②由于阳极室OH-放电,造成H+浓度增大,H+通过阳膜进入产品室,而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室,生成H3PO2.
③由于H3PO2具有还原性,电解时就会有H3PO2在阳极放电而生成H3PO3。
17.(2014·广东理综化学卷,T32)(16分)石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2
(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下: (注:SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是_________________。 (2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体I中的碳氧化物主要为
________________________,由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_________________。 (3)步骤①为:搅拌、________、所得溶液IV中的阴离子有____________。 (4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为_____________,100kg石墨最多可获得V的质量为___________kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成图19防腐示意图,相应标注。
【答案】(16分)
(1)排出空气,作为保护气,防止石墨被空气中的氧气氧化而损耗(1分)。
并作初级
(2)CO(1分) , SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O(2分) (3)过滤(1分)。Cl—、AlO2—、OH—(3分)。 (4)AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O
CH3COO— + Al(OH)3↓+CH3CH2OH (3分),7.8Kg(2分)
(5) (3分)
【解析】(1)开始前反应器中存在氧气,那么在加热的条件下,石墨与氧气发生反应,所以在反应前必须排净反应器中的氧气,故通入N2的目的就是排出空气,作为保护气,防止石墨被空气中的氧气氧化而损耗;
(2)只能是CO不可能是CO2,因为石墨与CO2高温下也会转化CO;根据题目中的信息“SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃”,所以气体II的主要成分就是SiCl4,SiCl4再与NaOH 反应制备水玻璃(Na2SiO3),故发生反应的化学方程式是SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O;
(3)固体Ⅲ含AlCl3、FeCl3、MgCl2加过量NaOH溶液有沉淀Mg(OH)2、Fe(OH)3和溶液NaAlO2、NaCl。要分离出沉淀的操作是过滤;因为NaOH过量,所以溶液中必存在的阴离子是AlO2—、OH—,反应由NaCl生成,则溶液中还存在阴离子Cl—,那么所得溶液IV中的阴离子有Cl—、AlO2—、OH—;
(4)溶液IV中的阴离子有Cl—、AlO2—、OH—。加入了反应物CH3COOCH2CH3,能除去溶液中的OH—,且能促进偏铝酸根离子发生水解生成沉淀Al(OH)3,则V 是Al(OH)3,所以反应的方程式是AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O
CH3COO—+ Al(OH)3↓+CH3CH2OH ;由Al2O3~2Al(OH)3 可以计算:Al(OH)3
的质量m=100Kg×5.1%÷102×156=7.8Kg
(5)铜的化学性质比石墨活泼,所以应用外加电流的阴极保护法保护铜,所以石墨作阳极,铜作阴极。防腐示意图如下:
18、(2014·海南单科化学卷,T17)(9分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用做分析试剂及鞣革的还原剂,它受热、遇酸易分解。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3 +4SO2==3Na2S2O3+CO2 制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示,回答下列问题:
(1)b中反应的离子方程式为_______________________________________,c中试剂为__________。 (2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变为澄清,此浑浊物是____________。 (3)d中的试剂为__________________。
(4)实验中要控制SO2生成速率,可采取的措施有__________________(写出两条) (5)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入SO2不能过量,原因是__________________。 【答案】(9分)
(1)SO32—+2H+=SO2↑+H2O或HSO3—+H+=SO2↑+H2O (1分) 硫化钠和碳酸钠混合溶液 (2分) (2)硫 (1分) (3)NaOH溶液 (1分) (4)控制反应温度、调节酸的滴加速度(或调节酸的浓度) (2分) (5)若SO2过量,溶液显酸性,产物分解 (2分)
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