Question

化学镀镍是指不使用外加电流，利用氧化还原作用在金属制件的表面上沉积一层镍的方法。次磷酸钠(NaH₂PO₂)是化学镀镍的重要原料，工业上制备NaH₂PO₂·H₂O的流程如下：

回答下列问题:

⑴次磷酸钠(NaH₂PO₂)是次磷酸(H₃PO₂)与足量NaOH溶液反应的产物，NaH₂PO₂属于_______(填“正盐”“酸式盐”“碱式盐”）， NaH₂PO₂中磷元素的化合价为___________。

(2)在反应器中加入乳化剂并高速搅拌的目的是________________

(3)在反应器中发生多个反应，其中白磷(P₄)与Ca(OH)₂反应生成次磷酸钠及磷化氢的化学方程式为_________________________

(4)流程中通入CO₂的目的是______________，滤渣X的化学式为_____________

(5)流程中母液中的溶质除NaH₂PO₂外，还有的一种主要成分为_____________

(6)含PH₃的废气可用NaClO和NaOH的混合溶液处理将其转化为磷酸盐，该反应的离子方程式为____________

(7)某次生产投入的原料白磷为1240 kg，在高速乳化反应器中有80%的白磷转化为次磷酸钠及磷化氢，忽略其它步骤的损失，理论上最终得到产品NaH₂PO₂·H₂O的质量应为__________kg(NaH₂PO₂·H₂O的相对分子质量为106)

Answer

正盐 +1 加快反应速率 2P4+3Ca(OH)2+6H2O=3Ca(H2PO2)2+2PH3↑ 将Ca(H2PO2)2 转化为NaH2PO2 CaCO3 Na2HPO3 PH3+4ClO-+3OH-=PO43-+4Cl-+3H2O 2544

【解析】本题考查化学工艺流程，涉及《化学反应原理》知识的运用，（1）次磷酸钠是次磷酸与足量的氢氧化钠反应的产物，因此次磷酸钠是正盐，其中Na显＋1价，氢显＋1价，氧显－2价，整个化合价的代数和为0，P的化合价是＋1价；（2）搅拌的目的是增加接触面积，加速反应速率；（3）发生P4＋Ca(OH)2→Ca(H2PO2)2＋PH3，P4→Ca(H2PO2)2中P的化合价由0→＋1价，升高1价，共升高2价，P4→PH3中P的化合价由0→－3价，降低3价，最小公倍数为6，即Ca(H2PO2)2系数为3，PH3的系数为2，根据原子守恒，反应方程式为2P4＋3Ca(OH)2=3Ca(H2PO2)2＋2PH3；（4）CO2与NaOH反应生成Na2CO3，碳酸钙难溶于水，通入CO2的目的是除去Ca2＋，即将Ca(H2PO2)2 转化为NaH2PO2 ，即滤渣X为CaCO3；（5）根据流程图，母液中还含有NH2HPO3；（6）利用ClO－作氧化剂，把PH3氧化成PO43－，PH3＋ClO－→PO43－＋Cl－，P的化合价由－3价→＋5价，化合价升高8价，Cl由＋1价→－1价，降低2价，最小公倍数为8，PH3＋4ClO－→PO43－＋4Cl－，环境是碱性，且遵循反应前后离子所带电荷数相等，即PH3＋4ClO－＋3OH－=PO43－＋4Cl－+3H2O；（7）根据上述反应，建立关系式：2P4～3Ca(H2PO2)2～6NaH2PO2·H2O，m(NaH2PO2·H2O)=1240×80%×6×106/(31×4×2)kg=2544kg。

点睛：本题涉及氧化还原反应方程式的书写、化学流程、化学计算等，氧化还原反应方程式的书写是学生易错点，书写时，找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，根据化合价的升降法进行配平，如（3）PH3＋ClO－→PO43－＋Cl－，P的化合价由－3价→＋5价，化合价升高8价，Cl由＋1价→－1价，降低2价，最小公倍数为8，PH3＋4ClO－→PO43－＋4Cl－，然后根据溶液环境，确认H＋、OH－、H2O谁参加反应。