Question

【題目】次磷酸鈉（NaH2PO2）是有機合成的常用還原劑，一般制備方法是將黃磷（P4）和過量燒堿溶液混合、加熱，生成次磷酸鈉和PH3，PH3是一種無色、有毒且能自燃的氣體。實驗裝置如圖所示：

回答下列問題：

（1）在a中加入黃磷、活性炭粉末，打開K1，通入N2一段時間，關閉K1，打開磁力加熱攪拌器，滴加燒堿溶液。

①儀器a的名稱是______，已知NaH2PO2能與鹽酸反應但不能與NaOH溶液反應，則次磷酸（H3PO2）是_______元弱酸。

②反應開始時，首先打開K1，通入N2一段時間，其目的是________。

③為了盡可能避免PH3造成的空氣污染，拆卸裝置前還要進行的一項操作是_________，a中反應的化學方程式為_______。

（2）裝置c中生成NaH2PO2和NaCl，相關物質溶解度（S）如下，通過______的方法可分離出NaH2PO2固體。

（3）產品純度測定：

取產品m g配成250mL溶液，取25mL于錐形瓶中，然后用0.01 mol/L KMnO4標準溶液滴定至終點（氧化產物是PO43-），達到滴定終點時消耗V1 mL KMnO4標準溶液，產品純度為________。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 一 排盡裝置中的空氣，防止反應生成的PH3自燃引起爆炸 打開K1，繼續通入一段時間N2 P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO4+PH3↑ 蒸發濃縮、冷卻結晶 （ 1.1 V1/m）%

【解析】

制備次磷酸鈉，所用的藥品是P4和NaOH溶液，加熱條件下二者反應生成次磷酸鈉的同時也生成了PH3，所以P4發生了歧化反應；題干中給出了關于PH3性質的信息，明確指出該物質無色，有毒能自燃，所以為了避免制備過程中生成的PH3發生自燃，需要在制備前，利用N2將裝置內殘余的空氣排盡；此外，為了避免PH3造成的空氣污染，也需要對裝置a的出口氣體進行吸收；因此，結合PH3還原性較強的特點，利用c中的NaClO對其進行氧化吸收，而裝置d則起到驗證是否吸收完全的作用，若未吸收完全，則也可對PH3進行吸收；至于裝置b的作用，考慮到a裝置出口氣體組成中含有大量的易與NaClO反應的PH3，所以起到一定的防倒吸作用，防止c中的NaClO進入a中；制備反應結束后，由于裝置內會殘留部分PH3，出于安全性和環保性的考慮，需要在拆解裝置前，持續通一段時間的N2，以盡可能地排盡裝置內殘余的PH3，使其在c和d裝置中被吸收。

(1)①儀器a的名稱為三頸燒瓶；由于次磷酸鈉不能與NaOH溶液反應，所以不能電離出H+，所以次磷酸為一元弱酸；

②由于制備過程中會生成能自燃的PH3，所以需要在制備前通一段時間的N2，排盡裝置內的空氣，以防止PH3自燃；

③PH3有毒，制備結束后，裝置內仍會殘余少量的PH3氣體，出于安全性和環保性的考慮，需要在拆解裝置前，再持續通一段時間的N2，使殘余的PH3盡可能地排盡，使其在c和d裝置內被吸收；a中發生的是P4的歧化反應，制備出次磷酸鈉的同時也產生了PH3，所以方程式為：；

(2)分析題中給出的不同溫度下次磷酸鈉和氯化鈉溶解度的表格可知，次磷酸鈉溶解度隨溫度變化很明顯，所以從混合溶液中分離次磷酸鈉的方法即：蒸發濃縮，冷卻結晶；

(3)在計算產品純度時，一定要注意題干中在用樣品配制成溶液后，只取了一部分進行滴定；次磷酸鈉與高錳酸鉀反應，由題可知，P最終被氧化成，所以有：；所以產品純度=。