Question

【題目】NaH2PO2(次磷酸鈉)易溶于水，水溶液近中性，具有強還原性，可用于化學鍍銀、鎳、鉻等。一種利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)為原料制備NaH2PO2·H2O的工藝流程如下：

已知P4與兩種堿的反應主要有：

Ⅰ. 2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑ Ⅱ. 4NaOH + P4+8H2O = 4NaH2PO2·H2O+2H2↑

Ⅲ. 4NaOH + P4+2H2O = 2Na2HPO3 +2PH3↑ Ⅳ. NaH2PO2+NaOH = Na2HPO3+H2↑

(1) 已知H3PO2是一元中強酸，NaH2PO2是___________(填“正鹽”或“酸式鹽”)。

(2)尾氣中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，從吸收液中獲得NaH2PO2·H2O的操作為______________、______________過濾、洗滌和干燥。

(3) 用NiCl2、NaH2PO2溶液化學鍍Ni，同時生成H3PO4和氯化物的化學方程式為：______________________。

(4) “反應”在溫度和水量一定時，混合堿總物質的量與P4的物質的量之比[n(堿)/ n(磷)]與NaH2PO2產率的關系如圖所示。當n(堿)/ n(磷)＞2.6時，NaH2PO2的產率隨n(堿)/ n(磷)的增大而降低的可能原因是______。

(5) 濾渣2主要成分為___________________ (填化學式)。

(6) “過濾2”的濾液須用Ag2SO4、Ba(OH) 2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，其中加入的Ag2SO4溶液不宜過量太多，其主要原因是_________________。

(7)在工業上，可以用惰性電極電解NaH2PO2溶液制取磷酸，請寫出其陽極反應式_________________。

Answer 1

【答案】正鹽 蒸發濃縮 冷卻結晶 2NiCl2 + NaH2PO2 + 2H2O= 2Ni↓ + H3PO4 + NaCl + 3HCl 過量的堿將NaH2PO2轉化為Na2HPO3 CaCO3和Al(OH)3 過量的Ag+會氧化H2PO2－ H2PO2--4e-+2H2O═H3PO4+3H+

【解析】

利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)為原料制備NaH2PO2H2O，由流程可知，泥磷加入氫氧化鈣、氫氧化鈉和水，充分反應可生成PH3、氫氣，PH3可用NaClO吸收，過濾，濾渣1含有磷酸鈣、Fe2O3等，濾液1含有Ca(H2PO2)2、NaH2PO2以及偏鋁酸鈉等，通入二氧化碳調節pH，可生成氫氧化鋁等、碳酸鈣等，過濾，濾液主要含有NaH2PO2，經凈化可得到NaH2PO2H2O，據此分析解答。

(1)H3PO2是一元中強酸，在水溶液里部分電離生成氫離子和酸根離子，電離方程式為H3PO2H++H2PO2-，H2PO2-不能再電離，則NaH2PO2為正鹽，故答案為：正鹽；

(2) 根據題中所給信息，PH3與NaClO反應生成NaH2PO2和NaCl，反應的離子方程式為PH3+2ClO-+OH-=H2PO2-+2Cl-+H2O，從吸收液中獲得NaH2PO2·H2O，需要蒸發濃縮、冷卻結晶，過濾、洗滌和干燥，故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶；

(3)根據題意，NiCl2中Ni轉化成Ni單質，NaH2PO2為還原劑，P元素的化合價升高，NiCl2＋NaH2PO2→Ni↓＋H3PO4＋NaCl，依據化合價升降法進行配平，即2NiCl3＋NaH2PO2→2Ni↓＋H3PO4＋NaCl，產物為H3PO4，說明該溶液為酸性，利用原子守恒配平其他物質，反應的化學方程式為2NiCl2 + NaH2PO2 + 2H2O= 2Ni↓ + H3PO4 + NaCl + 3HCl，故答案為：2NiCl2 + NaH2PO2 + 2H2O= 2Ni↓ + H3PO4 + NaCl + 3HCl；

(4)n(堿)/n(磷)>2.6，說明堿過量，根據P4與兩種堿反應中IV，H2PO2－與過量的NaOH反應轉化成HPO32－，次磷酸鈉的產率降低，因此NaH2PO2的產率隨n(堿)/n(磷)的增大而降低的可能的原因是過量的堿將NaH2PO2轉化為Na2HPO3，故答案為：過量的堿將NaH2PO2轉化為Na2HPO3；

(5)“調pH”除去Ca2＋和Al3＋，CO2與堿反應生成CO32－，CO32－與Ca2＋反應生成CaCO3，CO32－與Al3＋發生雙水解反應生成Al(OH)3，因此濾渣2的成分是CaCO3和Al(OH)3，故答案為：CaCO3和Al(OH)3；

(6)NaH2PO2具有強還原性，Ag＋具有氧化性，因此加入Ag2SO4溶液不宜過量太多，否則過量的Ag+會氧化H2PO2-，故答案為：過量的Ag+會氧化H2PO2－；

(7) NaH2PO2具有較強的還原性，電解時，陽極上H2PO2-失電子，所以用惰性電極電解NaH2PO2溶液，其陽極反應式為：H2PO2--4e-+2H2O═H3PO4+3H+，故答案為：H2PO2--4e-+2H2O═H3PO4+3H+。