Question

12．磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)巾有著廣泛的應(yīng)用．向磷可用于制備高純度的磷酸（磷酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖1），三聚磷酸鈉是常用的水處理劑，次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于化學(xué)鍍鎳等等．完成下列填空：
（1）磷元素原子核外最外層電子排布式為3S²3P³．NaH₂PO₂中涉及到四種元素，它們的原子半徑由小到大的順序?yàn)镠＜O＜P＜Na（填元素符號(hào)）．
（2）氧原子核外有3種不同能量的電子．
（3）海產(chǎn)品添加劑多聚磷酸鈉是由Na⁺與多聚磷酸根離子組成的，某種多聚磷酸根的結(jié)構(gòu)如圖2．
①磷原子的雜化類型為sp³．②這種多聚磷酸鈉的化學(xué)式為Na_n+2P_nO_3n+1
（4）次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于化學(xué)鍍鎳．化學(xué)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(yīng)生成Ni和H₂PO₃^-，寫出上述反應(yīng)離子方程式H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磷原子核外電子排布寫出最外層電子排布式；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)氧原子核外含有的能級(jí)數(shù)進(jìn)行判斷；
（3）①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化方式；
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個(gè)多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個(gè)磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，從而確定分子式；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)變化及質(zhì)量守恒定律判斷反應(yīng)物和生成物，并配平反應(yīng)方程式、判斷還原產(chǎn)物．

解答 解：（1）磷元素原子核外最外層5個(gè)電子，最外層電子排布式為：3S²3P³；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(gè)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(guān)系為H＜O＜P＜Na，
故答案為：3S²3P³； H＜O＜P＜Na；
（2）共有1s 2s 2p 3個(gè)能級(jí)，所以氧原子共有3種能量不同的電子，故答案為：3；
（3）①磷原子形成了四個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，價(jià)電子對(duì)數(shù)為4，故呈sp³雜化，故答案為：sp³；
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個(gè)多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個(gè)磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，所帶電荷為-2×（3n+1）+5n=-（n+2），由化合價(jià)規(guī)則知磷酸鈉的組成為Na_n+2P_nO_3n+1，故答案為：Na_n+2P_nO_3n+1；
（4）由氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等進(jìn)行配平：鎳元素的化合價(jià)降低了2價(jià)，磷元素的化合價(jià)升高的2價(jià)，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⁺，故答案為：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)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(guān)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(xué)生對(duì)學(xué)生知識(shí)的掌握情況．