Question

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

回答下列問(wèn)題：

（1）在a中加入黃磷、活性炭粉末，打開(kāi)K1，通入N2一段時(shí)間，關(guān)閉K1，打開(kāi)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(yīng)但不能與NaOH溶液反應(yīng)，則次磷酸（H3PO2）是_______元弱酸。

②反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，首先打開(kāi)K1，通入N2一段時(shí)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(jìn)行的一項(xiàng)操作是_________，a中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

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

（3）產(chǎn)品純度測(cè)定：

取產(chǎn)品m g配成250mL溶液，取25mL于錐形瓶中，然后用0.01 mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)（氧化產(chǎn)物是PO43-），達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗V1 mL KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，產(chǎn)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(yīng)生成的PH3自燃引起爆炸 打開(kāi)K1，繼續(xù)通入一段時(shí)間N2 P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO4+PH3↑ 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)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(yīng)生成次磷酸鈉的同時(shí)也生成了PH3，所以P4發(fā)生了歧化反應(yīng)；題干中給出了關(guān)于PH3性質(zhì)的信息，明確指出該物質(zhì)無(wú)色，有毒能自燃，所以為了避免制備過(guò)程中生成的PH3發(fā)生自燃，需要在制備前，利用N2將裝置內(nèi)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(duì)裝置a的出口氣體進(jìn)行吸收；因此，結(jié)合PH3還原性較強(qiáng)的特點(diǎn)，利用c中的NaClO對(duì)其進(jìn)行氧化吸收，而裝置d則起到驗(yàn)證是否吸收完全的作用，若未吸收完全，則也可對(duì)PH3進(jìn)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(yīng)的PH3，所以起到一定的防倒吸作用，防止c中的NaClO進(jìn)入a中；制備反應(yīng)結(jié)束后，由于裝置內(nèi)會(huì)殘留部分PH3，出于安全性和環(huán)保性的考慮，需要在拆解裝置前，持續(xù)通一段時(shí)間的N2，以盡可能地排盡裝置內(nèi)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(yīng)，所以不能電離出H+，所以次磷酸為一元弱酸；

②由于制備過(guò)程中會(huì)生成能自燃的PH3，所以需要在制備前通一段時(shí)間的N2，排盡裝置內(nèi)的空氣，以防止PH3自燃；

③PH3有毒，制備結(jié)束后，裝置內(nèi)仍會(huì)殘余少量的PH3氣體，出于安全性和環(huán)保性的考慮，需要在拆解裝置前，再持續(xù)通一段時(shí)間的N2，使殘余的PH3盡可能地排盡，使其在c和d裝置內(nèi)被吸收；a中發(fā)生的是P4的歧化反應(yīng)，制備出次磷酸鈉的同時(shí)也產(chǎn)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(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；

(3)在計(jì)算產(chǎn)品純度時(shí)，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(jìn)行滴定；次磷酸鈉與高錳酸鉀反應(yīng)，由題可知，P最終被氧化成，所以有：；所以產(chǎn)品純度=。