Question

已知：Cu(OH)₂是二元弱堿；亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，與NaOH溶液反應，生成Na₂HPO₃。
（1）在銅鹽溶液中Cu^2＋發生水解反應的離子方程式為____，該反應的平衡常數為____；（已知：25℃時，Ksp[Cu(OH)₂]＝2.0×10^－20mol³/L³）
（2）根據H₃PO₃的性質可推測Na₂HPO₃稀溶液的pH______7（填“＞”“＜”或“＝”）。常溫下，向10mL0.01mol/L H₃PO₃溶液中滴加10ml0.02mol/LNaOH溶液后，溶液中各種離子濃度由大到小的順序是_________；
（3）電解Na₂HPO₃溶液可得到亞磷酸，裝置如圖（說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過）

①陽極的電極反應式為____________________。
②產品室中反應的離子方程式為____________。

Answer 1

（13分）（1）Cu²⁺＋2H₂O Cu(OH)₂＋2H⁺（2分）；5×10^－9（2分）
（2）＞（2分）；c(Na⁺)＞c(HPO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(H₂PO₃^－)＞c(H⁺)（2分）
（3）①4OH^――4e^－＝2H₂O＋O₂↑（2分）
②HPO₃^2－＋2H^＋＝H₃PO₃（2分）或HPO₃^2－＋H^＋＝H₂PO₃^－、H₂PO₃^－＋H^＋＝H₃PO₃（各1分）

解析試題分析：（1）氫氧化銅是弱堿，所以銅離子可以水解，溶液顯酸性，其水解反應的離子方程式為Cu²⁺＋2H₂O Cu(OH)₂＋2H⁺。化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以該反應的平衡常數K＝＝=＝＝5×10^－9。
（2）H₃PO₃是弱酸，Na₂HPO₃是強堿弱酸鹽，所以HPO₃^2－水解，其水溶液呈堿性，即pH＞7；向10mL0.01mol/LH₃PO₃溶液中滴加10ml 0.02mol/LNaOH溶液后，二者恰好反應生成Na₂HPO₃，溶液水解顯堿性，所以溶液中離子濃度大小為c(Na⁺)＞c(HPO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(H₂PO₃^－)＞c(H⁺)。
（3）①電解池陽極失去電子，發生氧化反應，陰極得到電子發生還原反應。所以根據裝置圖可知，陽極上氫氧根離子失電子發生氧化反應，電極反應式為4OH^――4e^－＝2H₂O＋O₂↑。
②由于陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過，所以產品室中HPO₃^2－和氫離子結合生成亞磷酸，反應離子方程式為HPO₃^2－＋2H^＋＝H₃PO₃，或HPO₃^2－＋H^＋＝H₂PO₃^－、H₂PO₃^－＋H^＋＝H₃PO₃。
考點：考查水解方程式、平衡常數計算；酸堿中和溶液中離子濃度大小比較；電解原理的應用以及電極反應式的書寫等