Question

磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用．白磷可用于制備高純度的磷酸（磷酸結(jié)構(gòu)式為），次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于化學鍍鎳等等．
完成下列填空：
（1）NaH₂PO₂中涉及到四種元素，它們的原子半徑由小到大的順序為

 

．
（2）寫出與磷同周期的主族元素中，離子半徑最小的元素，其最高價氧化物對應水化物的電離方程式

 

．
（3）磷酸二氫鈉主要用于制革、處理鍋爐水及在食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)中作緩沖劑．其水溶液呈酸性的原因是

 

．（請用文字描述）
（4）已知磷酸分子中的三個氫原子都可以跟重水分子（D₂O）中的D原子發(fā)生氫交換． 又知次磷酸（H₃PO₂）也可跟D₂O進行氫交換，但次磷酸鈉（NaH₂PO₂）卻不能跟D₂O發(fā)生氫交換．由此可推斷出H₃PO₂的分子結(jié)構(gòu)是

 

（5）次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于化學鍍鎳．化學鍍鎳的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^-，在一定條件下能發(fā)生如下反應：

 

Ni²⁺+

 

H₂PO₂^-+

 

→

 

Ni+

 

H₂PO₃^-+

 

．請完成并配平上述反應離子方程式．該反應的還原產(chǎn)物是

 

，反應中轉(zhuǎn)移1摩爾電子時，理論上產(chǎn)生金屬鎳

 

克．

Answer 1

考點：磷,元素周期律的作用,氧化還原反應方程式的配平

專題：

分析：（1）NaH₂PO₂中涉及到四種元素為Na、H、P和O，原子的電子層數(shù)越多，原子半徑越大，若電子層相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越��；
（2）根據(jù)磷元素所在的周期及離子電子層越少、核電荷數(shù)越大離子半徑越小判斷滿足條件的元素名稱，寫出其最高價氧化物對應的水化物的電離方程式；
（3）磷酸二氫鈉在溶液中存在水解和電離兩個過程，溶液顯示酸性，說明磷酸二氫根離子電離程度大于其水解程度；
（4）根據(jù)磷酸分子中的三個氫原子都可以跟重水分子（D₂O）中的D原子發(fā)生氫交換及次磷酸（H₃PO₂）也可跟D₂O進行氫交換，說明羥基上的氫能與D₂O進行氫交換，但次磷酸鈉（NaH₂PO₂）卻不能跟D₂O發(fā)生氫交換，說明次磷酸鈉中沒有羥基氫，則H₃PO₂中只有一個羥基氫；
（5）根據(jù)氧化還原反應中化合價變化及質(zhì)量守恒定律判斷反應物和生成物，并配平反應方程式、判斷還原產(chǎn)物，依據(jù)化學反應方程式計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)．

解答： 解：（1）NaH₂PO₂中含有的元素中，H原子電子層最少，原子半徑最小，其次是氧原子的原子半徑，鈉原子和磷原子都含有三個電子層，磷原子的核電荷數(shù)大于鈉原子，所以磷原子的原子半徑小于鈉原子，所以它們的原子半徑關系為H＜O＜P＜Na，故答案為：H＜O＜P＜Na；
（2）磷位于第三周期，第三周期中陽離子失去電子，電子層減少一層，離子半徑最小，離子的核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，所以鋁離子的半徑最小；鋁元素最高價氧化物對應的水化物為氫氧化鋁，其電離方程式為：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，故答案為：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-；
（3）磷酸二氫鈉的溶液中，磷酸二氫根離子電離程度大于水解程度，所以其水溶液顯示酸性，故答案為：磷酸二氫根離子電離程度大于水解程度；
（4）由題意可知，次磷酸（H₃PO₂）也可跟D₂O進行氫交換，但次磷酸鈉（NaH₂PO₂）卻不能跟D₂O發(fā)生氫交換，則H₃PO₂中只有一個羥基氫，
A、有2個羥基氫，則不符合題意，故A錯誤；
B、有1個羥基氫，則符合題意，故B正確；
C、有2個羥基氫，則不符合題意，故C錯誤；
D、不含有羥基氫，則不符合題意，故D錯誤；故選B；
（5）由氧化還原反應中化合價升降相等進行配平：鎳元素的化合價降低了2價，磷元素的化合價升高的2價，所以根據(jù)原子守恒結(jié)合電荷守恒可得配平的方程式為：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，鎳離子被還原成金屬Ni，還原產(chǎn)物為Ni，此過程轉(zhuǎn)移2mol電子，故反應中轉(zhuǎn)移1摩爾電子時，理論上產(chǎn)生金屬鎳59×

1

2

=29.5克，故答案為：1；1；H₂O；1；1；2H⁺；Ni；29.5．

點評：本題考查了氧化還原反應的配平、粒子比較大小比較、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關系，題目難度中等，試題涉及的內(nèi)容較多，題量較大，充分考查了學生對學生知識的掌握情況．