Question

2．含氧酸的元數(shù)等于羥基氫的個(gè)數(shù)，氫氧化鈉只能中和連在氧上的羥基氫，磷元素有多種含氧酸，如次磷酸（H₃PO₂）、亞磷酸（H₃P0₃）、磷酸等，它們分別為一元、二 元、三元弱酸或中強(qiáng)酸．
（1）其中次磷酸鈉常用來(lái)給腈綸織物進(jìn)行化學(xué)鍍，某種堿性化學(xué)鍍銅試劑的配方有次磷酸鈉和硫酸銅，產(chǎn)物中有亞磷酸鈉的正鹽，請(qǐng)寫出相關(guān)離子方程式：H₂PO₂^-+Cu²⁺+3OH^-=Cu↓+HPO₃^2-+2H₂O．
（2）亞磷酸可以由三氯化磷水解得到，也可以由電解亞磷酸鈉來(lái)制備，如圖1是用一個(gè)六室電滲析槽制備亞磷酸．其中陽(yáng)極室和產(chǎn)品室之間的陽(yáng)離子膜主要目的是防止：2H₃PO₃+O₂=2H₃PO₄（只要求寫出化學(xué)方程式），這種方法的產(chǎn)品除了有亞磷酸，還有：氧氣、氫氣、氫氧化鈉，如果去掉右邊兩個(gè)陽(yáng)離子膜（沒(méi)有了右邊的緩沖室），帶來(lái)的不利后果是（填序號(hào)）：B．
A、氫氧化鈉與原料Na₂HP0₃會(huì)發(fā)生反應(yīng)    B、導(dǎo)致產(chǎn)品氫氧化鈉中混有雜質(zhì)，難以分離．

（3）三氯化磷（PC1₃）是一種重要的有機(jī)合成催化劑，實(shí)驗(yàn)室常用紅磷與干燥的Cl₂制取PC1₃，裝置如圖2所示．PCl₃遇0₂會(huì)生成POCl₃ （三氯氧磷），POCl₃溶于PC1₃，PC1₃遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成亞磷酸和HCl，PCl₃、POCl₃的熔沸點(diǎn)見(jiàn)如表．

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃
PC13	-112	75.5
POCI3	2	105.3

請(qǐng)回答：
①E燒杯內(nèi)冷水的作用是冷凝PCl₃蒸汽，便于PCl₃收集．
②干燥管F的作用是收尾氣中氯氣，以免污染空氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶使PCl₃水解．
③檢査裝置氣密性后，向D裝置的曲頸瓶中加人紅磷，打開K₃通人干燥的CO₂，一段時(shí)間后關(guān)閉K₃，加熱曲頸瓶至上部有黃色升華物出現(xiàn)時(shí)通人氯氣，反應(yīng)立即進(jìn)行，其中通人干燥CO₂的目的是排盡曲頸瓶中的空氣，防止PC1₃與O₃等發(fā)生副反應(yīng)．
（4）實(shí)驗(yàn)制得的粗產(chǎn)品中常含有POC1₃、PC1₅等，加入紅磷加熱除去PC1₅后，再通過(guò)蒸餾（填實(shí)驗(yàn)名稱）即可得到較純凈的PC1₃．

Answer 1

分析 （1）由題目信息可知，次磷酸鈉（NaH₂PO₂）和硫酸銅再堿性條件反應(yīng)生成Na₂HPO₃，反應(yīng)中P元素化合價(jià)由+1價(jià)升高為+3價(jià)，P元素發(fā)生氧化反應(yīng)，故Cu元素應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)，該反應(yīng)發(fā)生鍍銅，故反應(yīng)生成Cu；
（2）陽(yáng)極室放電生成氧氣與氫離子，氫離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與產(chǎn)品室中HPO₃^2-反應(yīng)得到H₃PO₃，氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄；陰極室中是水放電生成氫氣與氫氧根，鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜加入陰極室，故整個(gè)過(guò)程還有氧氣、氫氣、氫氧化鈉生成；
如果去掉右邊兩個(gè)陽(yáng)離子膜，導(dǎo)致氫氧化鈉中混有Na₂HPO₃雜質(zhì)，Na₂HPO₃為正鹽，不與NaOH反應(yīng)；
（3）利用氯氣與紅磷反應(yīng)得到PCl₃，由于PCl₃遇O₂會(huì)生成POCl₃，PC1₃遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成亞磷酸和HCl，故整個(gè)制備過(guò)程應(yīng)在沒(méi)有氧氣、干燥環(huán)境下進(jìn)行，通入二氧化碳排盡裝置內(nèi)空氣，PCl₃沸點(diǎn)為75.5℃，D中反應(yīng)得到PCl₃蒸汽，再E裝置中冷卻收集PCl₃，未反應(yīng)的氯氣直接排放會(huì)污染空氣，空氣中水蒸氣可能進(jìn)入裝置，F(xiàn)裝置中堿石灰吸收多余的Cl₂，且防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶使PCl₃水解；
（4）粗產(chǎn)品中常含有POC1₃、PC1₅等，加入紅磷加熱除去PC1₅后，由于POCl₃溶于PC1₃，形成混合溶液，二者沸點(diǎn)相差較大，可以利用蒸餾法進(jìn)行分離．

解答 解：（1）由題目信息可知，次磷酸鈉（NaH₂PO₂）和硫酸銅再堿性條件反應(yīng)生成Na₂HPO₃，反應(yīng)中P元素化合價(jià)由+1價(jià)升高為+3價(jià)，P元素發(fā)生氧化反應(yīng)，故Cu元素應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)，該反應(yīng)發(fā)生鍍銅，故反應(yīng)生成Cu，該反應(yīng)離子方程式為：H₂PO₂^-+Cu²⁺+3OH^-=Cu↓+HPO₃^2-+2H₂O，
故答案為：H₂PO₂^-+Cu²⁺+3OH^-=Cu↓+HPO₃^2-+2H₂O；
（2）陽(yáng)極室放電生成氧氣與氫離子，氫離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與產(chǎn)品室中HPO₃^2-反應(yīng)得到H₃PO₃，氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，故陽(yáng)離子膜主要目的是防止：氧氣可以將H₃PO₃氧化為H₃PO₄，反應(yīng)方程式為：2H₃PO₃+O₂=2H₃PO₄，
陰極室中是水放電生成氫氣與氫氧根，鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜加入陰極室，故整個(gè)過(guò)程還有氧氣、氫氣、氫氧化鈉生成；
如果去掉右邊兩個(gè)陽(yáng)離子膜，導(dǎo)致氫氧化鈉中混有Na₂HPO₃雜質(zhì)，Na₂HPO₃為正鹽，不與NaOH反應(yīng)，
故答案為：2H₃PO₃+O₂=2H₃PO₄；氧氣、氫氣、氫氧化鈉；B；
（3）利用氯氣與紅磷反應(yīng)得到PCl₃，由于PCl₃遇O₂會(huì)生成POCl₃，PC1₃遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成亞磷酸和HCl，故整個(gè)制備過(guò)程應(yīng)在沒(méi)有氧氣、干燥環(huán)境下進(jìn)行，通入二氧化碳排盡裝置內(nèi)空氣，PCl₃沸點(diǎn)為75.5℃，D中反應(yīng)得到PCl₃蒸汽，再E裝置中冷卻收集PCl₃，未反應(yīng)的氯氣直接排放會(huì)污染空氣，空氣中水蒸氣可能進(jìn)入裝置，F(xiàn)裝置中堿石灰吸收多余的Cl₂，且防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶使PCl₃水解．
①E燒杯內(nèi)冷水的作用是：冷凝PCl₃蒸汽，便于PCl₃收集，
②干燥管F的作用是：吸收尾氣中氯氣，以免污染空氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶使PCl₃水解，
③通入干燥CO₂的目的是：排盡曲頸瓶中的空氣，防止PC1₃與O₃等發(fā)生副反應(yīng)，
故答案為：冷凝PCl₃蒸汽，便于PCl₃收集；收尾氣中氯氣，以免污染空氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶使PCl₃水解；排盡曲頸瓶中的空氣，防止PC1₃與O₃等發(fā)生副反應(yīng)；
（4）粗產(chǎn)品中常含有POC1₃、PC1₅等，加入紅磷加熱除去PC1₅后，由于POCl₃溶于PC1₃，形成混合溶液，二者沸點(diǎn)相差較大，可以利用蒸餾法進(jìn)行分離，
故答案為：蒸餾．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)制備、電解原理、化學(xué)方程式書寫等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，注意對(duì)題目中信息的應(yīng)用，難度中等．