高考化学一轮专项复习：非金属及其化合物制备流程与实验探究（Si、N、P、As）解析版

微专题29非金属及其化合物制备流程与实验探究（Si、N、P、As）

，考情分析）

1.（2023,山东,统考IWJ考真题）三氯甲硅烷（SiHCh）是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为

A

31.8℃,熔点为-L265C,易水解。实验室根据反应Si+3HCl=SiHCL+H2,利用如下装置制备SiHC^粗品

⑴制备SiHCh时进行操作：（回）......；（国）将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；（固通入HC1,一段时间后接通冷凝

装置,加热开始反应。操作（助为—；判断制备反应结束的实验现象是—。图示装置存在的两处缺陷是.

⑵已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为

⑶采用如下方法测定溶有少量的纯度。

HC1SiHCl3

m|g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①—，②—(填操作名称)，

③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m?g,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为—(填

标号)。测得样品纯度为—(用含叫、Di2的代数式表示)。

【答案】(D检查装置气密性当管式炉中没有固体剩余时C、D之间没有干燥装置，没有处

理氢气的装置

/

(2)SiHCI3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCI+H2r+2H2O

135.5m,,

⑶高温灼烧冷却AC——-xlOO%

60/Wj

【解析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后，在管式炉中和硅在高温下反应，生成三氯甲硅烷和氢气，由于三

氯甲硅烷沸点为31.8回，熔点为-126.5℃,在球形冷凝管中可冷却成液态，在装置C中收集起来，氢气则通

过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体，据此解答。

(1)制备SiHCb时，由于氯化氢、SiHCb和氢气都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置气密性，然后

将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中，通入氯化氢气体，排出装置中的空气，一段时候后，接通冷凝装置，加

热开始反应，当管式炉中没有固体剩余时，即硅粉完全反应，SiHCb易水解，所以需要在C、D之间加一个

干燥装置，防止D中的水蒸气进入装置C中，另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气，需要在D后面加处理氢气

的装置，故答案为：检查装置气密性；当管式炉中没有固体剩余时；C、D之间没有干燥装置，没有处理氢

气的装置；

(2)已知电负性CI>H>Si,则SiHCb中氯元素的化合价为-1,H元素的化合价为-1,硅元素化合价为+4,

所以氢氧化钠溶液和SiHCb反应时，要发生氧化还原反应，得到氯化钠、硅酸钠和氢气，化学方程式为：

故答案为：s

SiHCh+5NaOH=Na2SiO3+3NaCI+H2^+2H2O,SiHCh+5NaOH=Na2SiO3+3NaCI+H2l+2H2O；

(3)mig样品经水解，干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，在干燥器中冷却后，称量，所用

仪器包括用烟和干燥器,所得固体氧化物为二氧化硅,质量为m2g,则二氧化硅的物质的量为n(Si02)=^mol,

60

样品纯度为言义(28+1+35.5义3)联吆xlOO%,故答案为：高温灼烧；冷却；AC；甯巴。

2.4023•湖北•统考高考真才)利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：

△凝华

红磷⑸一＞无色液体与P/g)*►白磷(S)

下列操作错误的是

B.将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气

C.从a口通入冷凝水，升温使红磷转化

D.冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集

【答案】C

【解析】A.红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A

正确；

B.真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全

除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B正确；

C.若从a口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此时可以将冷

凝水充满冷凝管，C错误；

D.白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，D

正确；

一、硅及其化合物

1.牢记几种物质的重要用途:

Si——半导体材料、太阳能电池板。

SiO2——光导纤维。

H2SiO3一一硅胶可用作干燥剂。

NazSiCM水玻璃)一一黏合剂、耐火阻燃材料。

2.熟记7个主要反应：

①Si+2OH-+H2O——SiOr+2H2个；

@SiO2+2OH-SiOi+H2O;

LX高温

③SiO2+2C-Si+2co个；

④SiO2+4HF——SiF4个+2H2。；

=

⑤SiO,-+2co2(足量)+2出。==H2SiO3x|/+2HCO3;

o高温人

⑥Na2cO3+SiO2=_Na2SiC)3+CC)2个；

高温

⑦CaCC)3+SiC)2^=CaSiC)3+CC)2个。EJ

二、工业生产单质硅过程中应注意的问题

①用焦炭还原SiCh，产物是C。而不是CO2。

②粗硅中含碳等杂质，与a2反应生成的SiCl4中也含CCI4等杂质，经过分储提纯SiCl4后，再用H2还原，得

到高纯度硅。

一、硅的工业制法及提纯

石英砂I粗硅I舞3而］I高纯硅

I口」7rntzJI-l7I口J7rm■

涉及的化学方程式：

①SQ2+2C型迪Si+2co个。

@Si+2CI2=^=SiCI4o

@SiCl4+2H2===Si+4HCI=

目前处于世界主流的传统提纯工艺主要有两种：改良西门子法和硅烷法，它们统治了世界上绝大部分的多

晶硅生产线，是多晶硅生产规模化的重要级数。在此主要介绍改良西门子法。改良西门子法是以HCI(或

和冶金级工业硅为原料，在高温下合成为然后通过精储工艺，提纯得到高纯最后

H2,Cl2)SiHCb，SiHCb，

用超高纯的氢气对SiHCb进行还原，得到高纯多晶硅棒。主要工艺流程如图下图所示。

0朝(HCI(

工艺主要包括：SiHCb的合成、SiHCb的提纯及SiHCb还原制备高纯硅。

二、硝酸工业制法的反应原理

(1)NH3在催化剂作用下与。2反应生成NO

催化剂

4NH3+5O2=^==4NO+6H2OO

进一步氧化生成

(2)N0N02

2NO+O2==2NO2»

⑶用水吸收生成

NthHNO3

3NO2+H2O==2HNO3+NO»

三、磷及其化合物

1.五氧化二磷

五氧化二磷单斜晶系，白色粉末状，在300℃时升华，有很强的吸水性，在空气中易潮解，有腐蚀性。五氧

化二磷可从很多物质中夺取化合态的水，使其脱水；与有机物接触，会发生燃烧。

P401o+6H2SC)4=6S03+4H3P。40

II

R40IO+12HN03=6N20+4HP04p

53轲、。

工号。

2.磷的含氧酸

磷有多种含氧酸，常见的有如下几种。

名称正磷酸焦磷酸三磷酸偏磷酸亚磷酸次磷酸

化学式(HPO)HPOHPO

H3PO4H4P2。7H5P3%3n3332

P的氯化数♦5♦5♦5♦5+3♦1

(1)正磷酸

正磷酸经强热会发生脱水作用时，可以生成焦磷酸、三磷酸、偏磷酸或者四偏磷酸。

O

0

II00

HO-MOHH4-0-P-0HIIII

HO-P-O-P-OH

b棚］

i0H：

HO-P-O4H'"H6TP-OHHO-P-O-P-OH

4一1

四偏磷酸

多磷酸是磷酸的缩合酸，可以是链状的，也可以环状的。

(2)偏磷酸

偏磷酸的化学式为HPO3,透明的玻璃状物质，易溶于水，在水溶液中逐渐转为磷酸。

HPO3+H2O=H3PO40=P=0

常见的偏磷酸有三聚偏磷酸(HPO3)3和四聚偏磷酸(HPO3)4，(H

可磷酸高温脱水制得；也可由五氧化二磷与适量冷水制得。

(3)亚磷酸j

H00H

亚磷酸是无色固体，易溶于水，其浓溶液受强热时会发生歧化反应。

4H3PO4^=3H3PO4+PH3

亚磷酸是一个中强二元酸，亚磷酸及其盐在水溶液中都是强还原剂，很容易将Ag+还原为金属银；也能将热

浓硫酸还原为二氧化硫。

(4)次磷酸0

II

在次磷酸钢溶液中加入硫酸，可得到次磷酸。H0PH

I

Ba(H2PO2)2+H2SO4=2H3PO2+BaSO4H

次磷酸是一个中强一元酸，分子中的磷原子直接与两个氢原子键合。

S+2

H3PO2,H+H2PO2,Ka=l.OxlO-

次磷酸及其盐都是还原剂。

(5)磷化氢

磷化氢可由金属磷化物与水作用制得；也可由白磷与碱溶液制得。

Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3个

4P+3NaOH+3H2OPH3个+3NaH2P。2

磷化氢是一种较强的还原剂，能将铜、银、金等金属从其盐中还原出来。

4CUSO4+PH3+4H2O=H3Po4+2H2SO4+8CU

6AgNC)3+PH3+3H2O=H3Po3+6HNO3+6Ag

四、碑及其化合物

以白神(三氧化二神，俗称砒霜)为原料制取高纯碑

L原料为含三氧化二碑99%以上的粗白碎。生产流程由升华提纯、盐酸溶解、三氯化碑精储和水解后用高

纯氢还原等过程组成。

2.碑化氢是无色有毒气体，不稳定，可发生可逆反应

2AsH3===2As+3H2

3.硅化氢是强还原剂，很容易被氧化与氧气反应（自燃）

2ASH3+3C）2===AS2O3+3H2O

4.碑化氢与氨气不同，一般不显碱性，AsH3可以用于半导体材料碎化钱在700-900摄氏度，化学气相沉积

AsH3+Ga（CH3）3====GaAs+3cH4

5.三氧化二碑是毒性很强的物质，砒霜的主要成分，可用于治疗癌症，是两性氧化物

As2O3+6NaOH===2Na3AsO3+3H2O

As2O3+6HCI^=2AsCl3+3H2O

1.（|2023•湖北•统考高考真事）工业制备高纯硅的主要过程如下:

石英砂；>粗硅T^SiHCL高纯硅

下列说法错误的是

高温不

A.制备粗硅的反应方程式为SiO2+2C-Si+2COT

B.ImolSi含Si-Si键的数目约为4x6.02x1（）23

C.原料气HCI和H?应充分去除水和氧气

D.生成SiHCL的反应为焙减过程

【答案】B

【解析】A.Si。?和C在高温下发生反应生成Si和CO,因此，制备粗硅的反应方程式为

高温小

SiO2+2C-Si+2C0t,A说法正确；

B.在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2

个共价键，lmolSi含Si-Si键的数目约为2x6.02x1（）23,B说法错误；

C.HCI易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCI氧化；凡在高温下遇到氧气能发生反应生成水，

且其易燃易爆，其与SiHCL在高温下反应生成硅和HCI,因此，原料气HCI和H?应充分去除水和氧气，C

说法正确；

300℃

D.Si+3HCl^SiHCl3+H2,该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHC^的反应为嫡减过程，D

说法正确；

综上所述，本题选B。

2.（|z022•天津•统考高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转

化器中发生的部分化学反应。以下判断簿误的是

A.甲是空气中体积分数最大的成分B.乙是引起温室效应的气体之一

C.反应（明在常温下容易发生D.反应（助中NO是氧化剂

【答案】C

【解析】A.甲是氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；

B.乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；

C.由于氮气含有氮氮三键，因此反应（回）在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误;

D.一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应（勖中NO是氧化剂,

故D正确。

综上所述，答案为C。

3.（6022•重庆•统考高考真金）工业上用N2和比合成NH3,NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的

是

A.消耗14gN2生成NH3分子数为2M

B.消耗ImolHz,生成N—H键数为2M

C.生成标准状况下22.4LNH3,电子转移数为2M

D.氧化lmoINFh生成N。，需。2分子数为2M

【答案】B

14g

【解析】A.由方程式可知，消耗14g氮气生成氨气的分子数为x2xMmo|T=M,故A错误；

28g/mol

2

B.由方程式可知，消耗lmol氢气生成N—H键数为lmolx§x3xN4moiT=2NA,故B正确；

224T

C.由方程式可知，生成标准状况下22.4L氨气，反应电子转移数为_/一।x3xMmo|T=3M,故C错误；

22.4L/mol

D.由得失电子数目守恒可知，lmol氨气与氧气反应生成一氧化氮，需氧气分子数为Imolx：

4

xMmo|T=1.25M,故D错误；

故选B。

4.“023・湖南郴州・统考三4）亚碑酸钠（NasAsO?）,易溶于水，主要用作杀虫剂、防腐剂、分析试剂等。

利用Asq3（分子结构如图）制备亚碑酸钠涉及以下反应：As2o3+6NH3-H2O=2（NH4）3AsO3+3H2O0下列

说法错误的是

A.乩0的电子式为H：O:H

C.（NH）ASC）3中所含元素的电负性由大到小的顺序为N>O>H>As

D.（NHJASO3中阳离子的空间结构为正四面体形

【答案】C

【解析】A.H2O是共价化合物，电子式为A正确；

B.碑的原子序数33,位于元素周期表的第四周期第回A族，其原子结构示意图为函B正确；

C.同周期主族元素，电负性从左到右逐渐增大，从上到下逐渐减小，电负性大小：0>N>As>H,C错误;

D.NH；中，中心N原子为sp3杂化，不含孤电子对，空间结构为正四面体形，D正确；

故选Co

1.（向23•全国•统考高考真事）根据实验操作及现象，下列结论中正确的是

选

实验操作及现象结论

项

常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现稀硝酸的氧化性比

A

象浓硝酸强

取一定量Na?SC）3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。加入浓HNO3,

B此样品中含有S。：

仍有沉淀

的金属性比

将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金CuAg

C

属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝强

澳与苯发生了加成

D向澳水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅

反应

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】A.常温下，铁片与浓硝酸会发生钝化，导致现象不明显，但稀硝酸与铁不发生钝化，会产生气泡，

所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，A错误；

B.浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根，仍然产生白色沉淀，所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸

根，B错误;

C.铜比银活泼，在形成原电池过程中，做负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，所以

该实验可以比较铜和银的金属性强弱，C正确；

D.向澳水中加入苯，苯可将澳萃取到上层，使下层水层颜色变浅，不是澳与苯发生了加成反应，D错误;

故选Co

2.d023•浙江•统考高考真事）下列说法正确的是

A.图①装置可用于制取并收集氨气

B.图②操作可排出盛有KMnC>4溶液滴定管尖嘴内的气泡

C.图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大

D.图④装置盐桥中阳离子向ZnSC>4溶液中迁移

【答案】C

【解析】A.氯化镂受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化镂，则直接加热氯化镀无法制得氨气，

实验室用加热氯化锭和氢氧化钙固体的方法制备氨气，故A错误；

B.高锌酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以高锌酸钾溶液应盛放在酸式滴定管在，不能盛放在碱

式滴定管中，故B错误；

C.配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，故C

正确；

D.由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，故

D错误；

故选C。

3.（1o23•山东•统考高考真事）实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时，对应关系错误的是

A.稀盐酸:配制A1C。溶液

B.稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解

C.稀硝酸：清洗附有银镜的试管

D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液：苯的磺化

【答案】D

【解析】A.实验室配制AlCb溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制AF+水解，A不合题意；

B.蔗糖和淀粉的水解时常采用稀硫酸作催化剂，B不合题意；

C.清洗附有银镜的试管用稀硝酸，反应原理为：3Ag+4HNC>3(稀)=3AgNO3+NO个+2出0,C不合题意；

D.苯的磺化是苯和浓硫酸共热，反应生成苯磺酸的反应，故不需要用到浓硫酸和浓倘酸的混合溶液，D符

合题意；

故答案为：Do

4.(2023春・河北沧州•高三泊头市第一中学校联考阶段练习)铁盐法是处理含碑废水的主要方法，已知

As(III)比As(V)毒性大且不易沉降，碎(V)酸铁、碎(V)酸钙的溶解度很小。以下是硫酸厂酸性含碑(助废水的

处理步骤：

⑴向含碑废水中加入消石灰，调节废水的pH至5~6,过滤后再加入一定量绿矶，得到混合溶液；

(2)向上述混合溶液中加入高浓度双氧水作为氧化剂，搅拌，至溶液由无色透明液变为黄褐色浑浊液；

⑶待步骤⑵完成后，加入碱调节反应后的混合溶液pH至7-9,出现大量褐色沉淀，搅拌充分反应后，静置、

过滤、回收滤渣，检测滤液中碑含量，达标外排。

下列说法正确的是

A.步骤(1)中过滤出的滤渣主要是Ca3(AsC>3)2

B.步骤⑵中双氧水的作用只是将三价碑氧化为五价碑

C.步骤⑵中双氧水可用KzFeO,代替

D.步骤⑶中，工业上调节反应后的混合溶液pH所用碱最好是NaOH

【答案】C

【解析】A.由题给信息可知，As(助比As(V)毒性大且不易沉降可知，向含碎废水中加入消石灰的目的是中

和溶液中的硫酸，调节溶液的pH,则亚碑酸根离子应在滤液中，过滤得到的滤渣为硫酸钙，故A错误；

B.由题意可知，步骤(2)中双氧水的作用是将溶液中的三价碑氧化为五价碑，同时将亚铁离子氧化为铁离子，

使反应生成的铁离子与碑酸根离子生成难溶的碑酸铁沉淀，故B错误；

C.高铁酸钾具有强氧化性，也能将溶液中的三价碑氧化为五价碑，同时将亚铁离子氧化为铁离子，达到生

成碑酸铁沉淀的目的，故c正确；

D.由题给信息可知，步骤⑶中，工业上调节反应后的混合溶液pH所用碱最好选用廉价易得的氢氧化钙，

目的是调节溶液pH的同时，还能将溶液中的碑酸根离子转化为碑（V）酸钙,提高处理废水的效果，故D错误；

故选C。

5.（2023•江苏扬州•统考三模）检验微量碑的原理为2ASH3+12AgNO3+3H2O=As2O3+12HNO3+12AgJ。

AsHs常温下为无色气体。下列说法正确的是

A.As的基态核外电子排布式为[Ar]4s24P3B.NO；的空间构型为平面三角形

C.固态AsHs属于共价晶体D.HNC>3既含离子键又含共价键

【答案】B

【解析】A.As的基态核外电子排布式为[Ar]3即4s24P3,A错误；

B.NO；的中心原子N的价层电子对数为3,没有孤电子对，中心原子N的杂化类型为sp2,空间构型为平

面三角形，B正确；

C.固态AsHs属于分子晶体，C错误；

D.HNO3只含共价键，D错误；

故选Bo

6.（2023春•河北邢台・高三校联考阶段练习）硅的提纯是电子工业一项十分重要的工作，可用粗硅与干燥的

HC1气体反应制SiHCLj其中含有BCL、SiCl4）,SiHCl?与过量H?在:1000~1100。。反应制得纯硅。有关物质

的物理常数见下表：

物质SiCl4BC13SiHCl3

沸点/℃57.712.833.0

熔点/℃-70.0-107.2-126.5

回答下列问题：

⑴基态Si原子核外电子共有种运动状态；粗硅与HC1反应完全后的混合物冷却到标准状况，可通过_

（填写操作名称）提纯得到SiHCy0

⑵已知在有HF存在的条件下，硅可以和浓硝酸反应生成六氟合硅酸（HzSiR）,该反应的化学方程式为

⑶实验室可以采用如图装置（夹持、尾气处理装置及部分加热装置均略去）用SiHCh与过量干燥H?反应制取

纯硅。

①仪器a的名称为,装置B中的试剂为o

②将装置C水浴加热，该加热方式的优点是。

③为保证实验安全，加热装置D前必须完成的操作是：回.检验装置的气密性；0.,该装置中发生反应

的化学方程式为o

【答案】⑴14蒸储

(2)Si+4HNC>3(浓)+6HF=H2SiF6+4NO2T+4H2O

⑶分液漏斗浓硫酸加热均匀，便于控制温度使SiHCL气化检验氢气的纯度或先滴加

1000~1100℃

稀硫酸，产生氢气，排净装置中的空气SiHCl3+H2Si+3HC1

【解析】（1）基态Si原子有14个核外电子，则共有14种运动状态；得到的混合物中各物质的沸点不同,

可通过蒸储提纯得到SiHCI3o

（2）在HF存在的条件下，硅可以和浓硝酸发生氧化还原反应，该反应的化学方程式为

Si+4HNO3（浓）+6HF=H2SiF6+4NO2个+4出0。

（3）装置A中Zn和稀硫酸反应产生出；装置B的作用是干燥出；装置C的作用是气化SiHCb和混合出

和SiHCb气体;装置D中SiHCb与干燥也反应，得到纯Si。

①仪器a的名称为分液漏斗，装置B中的试剂为浓硫酸；②水浴加热可以使得加热均匀，便于控制温度使

SiHCb气化；③加热装置D前需检查装置的气密性和排出装置中的空气，保证也具有高纯度，则第团步为检

验氢气的纯度或先滴加稀硫酸，产生氢气，排除装置中的空气，该装置中发生反应的化学方程式为

1000~1100℃

SiHCl3+H2Si+3HC1O

A

7.(2023•全国•高三专题练习)已知：P4(白磷)+3NaOH+3H2O=NaH2PC)2+PH3个。PW有强还原性,是无色、

有毒且能自燃的气体。某同学用如图所示装置制取少量NaHzPCh,相关操作步骤(不是正确顺序)为①打开K,

先通入N2一段时间；②向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷；③检查装置气密性；④打开K,再通入此一段时

间；⑤关闭K,打开磁力搅拌器加热至50~60回，滴加NaOH溶液。

请回答下列问题:

⑴装置B的作用是。

(2)写出该装置中的一处明显错误：

⑶该实验操作步骤的正确顺序是(填标号)。

⑷先通入此一段时间的目的是o

⑸向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷，其中加入丁醇的主要目的是o

(6)PH3在装置C中可被氧化成磷酸，该反应的化学方程式为,装置D的作用为。

⑺取产品mg溶于稀硫酸配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，然后用0Q2mol/LKMnC)4标准溶液滴定，

滴定终点的现象是;达到滴定终点时消耗VmLKMnO’标准溶液，则产品的纯度为%(用含m、V的

代数式表示)。

【答案】⑴防倒吸

(2)装置C中应长导管进，短导管出

⑶③②①⑤④

⑷排尽装置内的空气，防止PH3自燃引起爆炸

⑸作分散剂，使反应物充分混合，加快反应速率

(6)PH3+4NaCIO=H3PO4+4NaCI检验PH3是否被吸收干净

22、

(7)滴入最后半滴KMnO4标准溶液后，溶液由无色变为红色，且半分钟内不褪色——

m

【解析】(1)装置B为安全瓶，作用是防倒吸;

（2）该装置中的一处明显错误是装置C中应长导管进，短导管出；

（3）由题意可知，该实验操作步骤的正确顺序是③检查装置气密性，实验中有气体生成，防止装置漏气;

②向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷；①打开K,先通入N?一段时间，排尽装置中的空气，防止P4自燃引起

爆炸；⑤关闭K,打开磁力搅拌器加热至50~60回，滴加NaOH溶液，NaOH和白磷反应制取少量NaH2Po,；

④打开K,再通入N2一段时间，排尽滞留在装置中的PHj；

（4）PH3有强还原性，是无色、有毒且能自燃的气体，先通入W一段时间的目的是排尽装置内的空气，防

止PH3自燃引起爆炸；

（5）向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷，其中加入丁醇的主要目的是作分散剂，使反应物充分混合，加快反应

速率；

（6）PH3在装置C中可被氧化成磷酸，该反应的化学方程式为PH3+4NaC1O=H3Po4+4NaCI,装置D的作用为

检验PW是否被吸收干净；

（7）KMnO,溶液为紫红色，滴定终点的现象是滴入最后半滴KMnO,标准溶液后，溶液变为红色，且半分

钟内不褪色。KMnO,和NaH2Po2反应生成Mn?+和P。；，根据得失电子守恒可得关系式：

1

5NaH2PO2~4KMnO4,则〃（NaH2Po?）=0.02mol/Lx=2.5VXKTmol,产品的纯度

2.5VxIO-4molx88g/mol2.2V

为---------------------x100%=----%ft/。

mgm

8.4023•河南郑州•统考三事）碑酸铜是一种蓝色粉末，难溶于水和酒精，广泛应用于木材防腐剂。某化工

厂以硫化碑废渣（主要成分为As2s3,含少量的Sb、Bi）为原料制备碑酸铜的工艺流程如图所示:

空气、NaOH溶液CaO稀H,SONH」H。CuSC）4溶液

硫化碑

CU(ASO)O

废渣342

(Sb、Bi)

请回答下列问题：

（1）CU3（ASO4）2中As的化合价为。

⑵"粉碎"的目的是。

（3）"碱浸"时，在加热条件下As2s3中硫元素被氧化为SO：,反应的离子方程式为

⑷"沉碑"后滤液中主要含有，该物质可循环利用到步骤中。

⑸"滤渣"的成分是o

⑹“转化”时发生的化学方程式为。

⑺该化工厂实验员称取100g硫化碑废渣(As2s3质量分数为73.8%),粉碎后通空气并加入NaOH溶液，得到

1L的悬浊液，测得碱浸后的滤液中Na3AsO4的浓度为0.45moM_u,该实验员检测碑的浸出率为。

【答案】⑴+5

(2)增大反应物接触面积，提高碱浸速率和原料转化率

⑶As2s3+7O2+12OH-=2AsO；-+3SO；+6H20

(4)NaOH碱浸

⑸硫酸钙或CaSO4

(6)3CUSO4+2H3ASO4+6NH3-H2O=CU3(ASO4)2+3(NH4)2SO4+6H2O

(7)75%

【解析】硫化碑废渣(主要成分为As2s3,含少量的Sb、Bi)粉碎后碱浸，硫化神渣中As2s3与NaOH、空气中

的。2反应生成Na3AsO4>NazSO4和H2O,Sb、Bi不与NaOH反应,过滤后在浸出渣中，Na3Ase>4和Na2s。4

在滤液中,滤液中加CaO"沉碑",Na3Ase>4与CaO、水反应生成Ca3(AsCU)2沉淀,过滤后，NaOH和Na2SO4

在滤液中，Ca3(AsO4)2在滤渣中，往Ca3(AsC>4)2中加稀H2so4生成H3Ase)4和CaSC)4沉淀，过滤后KAsCU和一

水合氨、硫酸铜溶液反应生成CU3(ASC>4)2。

(1)由化合价代数和为零可知，CU3(AsC>4)2中As的化合价为+5。

(2)"粉碎"的目的是增大反应物接触面积，提高碱浸速率和原料转化率。

(3)"碱浸"时，在加热条件下As2s3中硫元素被氧化为SO：,As元素被氧化为AsO*中，根据得失电子守恒

和电荷守恒配平离子方程式为：AS2S3+7O2+12OH=2ASOt+3SO^+6H2O„

(4)由分析可知，“沉碑"后滤液中主要含有NaOH和Na2so4,“碱浸”步骤中也用到NaOH,NaOH可循环利

用到碱浸步骤中。

(5)由分析可知，"滤渣”的成分是硫酸钙或CaSCU。

(6)沉淀转化实质上是CuS04与NH3-H2O反应生成的Cu(0H)2和H3ASO4反应生成了更难溶的Cu3(AsO4)2,

化学方程式为：3CUSO4+2H3ASO4+6NH3・H2O=CU3(ASO4)2+3(NH4)2SO4+6H2。。

100gx73.8%

(7)悬浊液中As2s3的物质的量为ex75+3x32)g/mol=°，3moL悬浊液中As元素的物质的量为

0.3molx2=0.6mol,浸出液中NasAsCU的物质的量为0.45mol/Lx[L=0.45mol,则碑的浸出率为°45nxlO。％

0.6mol

=75%o

J提开药

1.（2023春•上海宝山•高一上海市吴淞中学校考阶段练习）黄碑（Asj与白磷（PJ的结构类似（如图所示），以

下叙述正确的是

A.黄碑的熔点高于白磷B.黄碑中共价键键能大于白磷

C.两者都是共价化合物D.两者都含有极性共价键

【答案】A

【解析】A.黄碑和白磷均属于分子晶体，且不含分子间氢键，黄碑相对分子质量大，范德华力大，熔沸点

高，故A正确；

B.As与P属于同一主族，As的半径大于P,因此As-As键长大于P-P键长，As-As键能小于P-P键能，故B

错误；

C.两者均属于单质，不属于化合物，故C错误；

D.两者都含有非极性共价键，故D错误；

答案为A。

2.（2023春・湖南常德,高三常德市一中校考阶段练习）雌黄（As2s3,其结构如下图所示）是提取碑的主要矿物

原料，As2s3和HNC）3有如下反应：As2s3+10H++10NO]=2H3AsO4+3S+10NC）2T+2H2。。下列说法错误的

A.ASO：的空间构型为正四面体形

B.As2s3中只含有极性键，且为非极性分子

C.该分子中所有原子均采用sp3杂化

D.生成0.5molH3ASO4,则反应中转移电子的物质的量为5moi

【答案】D

【解析】A.AsOj中根据价电子互斥理论孤对电子数为gx（5+3-4x2）=0,As原子为sp3杂化，空间构型

为正四面体形，A正确；

B.As2s3结构如图正负电荷中心重合，为非极性分子，B正确;

C.As2s3中As有3个。键且有1个孤电子对，为sp3杂化,S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对,

杂化类型为Sp3,C正确；

+

D.AS2S3+10H+IONO；=2H3ASO4+3S+10NO21+2H2O2molH3AsO4,转移lOmol电子，生成

0.5molH3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为2.5mol,D错误;

故选Do

3.（2023春•福建宁德•高二福建省福安市第一中学校联考期中）黄碑（AsJ与白磷（马）的结构类似（如图所示）,

以下叙述正确的是

A.黄碑的熔点高于白磷B.两者都易溶于水

C.黄碑中共价键键能大于白磷D.分子中As原子采取sp,杂化

【答案】A

【解析】A.黄碑（AS4）与白磷（P4）形成的晶体都为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，则熔

点越高，黄碑的熔点高于白磷，选项A正确；

B.黄碑（AsJ与白磷（R）均为非极性分子，水分子为极性分子，根据相似相溶原理，两者都不易溶于水,

选项B错误;

C.原子半径As>P,键长越大，键能越小，黄碑中共价键键能小于白磷，选项C错误；

D.分子中As上有1对孤电子对和3个成键电子对，则As原子的杂化方式为sp3,选项D错误;

答案选A。

4.（向23•湖北黄冈・黄冈中学校考三M）ChatGPT是史上月活用户增长最快的消费者应用。下列说法中不正

确的是

A.硅晶片是生产芯片的基础材料

B.芯片制造中的"光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该过程涉及化学变化

C.硅在自然界中主要以单质形式存在

D.硅是应用最广泛的半导体材料

【答案】C

【解析】A.硅晶片是优良的半导体材料，是生产芯片的基础材料，故A正确；

B.光敏树脂在曝光条件下成像时有新物质生成，属于化学变化，故B正确；

C.硅元素是亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，不存在硅单质，故C错误；

D.硅是优良的半导体材料，可用于制造和生产芯片，故D正确；

故选C。

5.（2023・山东济南・山东省实验中学校考模拟预测）黑碑在催化电解水方面受到关注，其晶体结构如图所示，

与石墨类似。下列说法正确的是

A.黑碑中As—As键的强度均相同

B.黑碑与C60都属于混合型晶体

C.黑碑与石墨均可作为电的良导体

D.黑碑单层中As原子与As—As键的个数比为2回3

【答案】CD

【解析】A.根据图知，黑碑中存在的As-As键的键长不同，则键能不同，故A错误;

B.C6。属于分子晶体，黑碑晶体结构类似于石墨，石墨晶体中既有共价键，又有金属键，还有范德华力，为

混合晶体，所以黑碑属于混合晶体，故B错误；

C.黑碑晶体结构与石墨类似，石墨是电的良导体，则黑碑能也是电的良导体，故c正确；

D.根据图知，黑碑晶体每层原子之间组成六元环结构，一个正六边形有6个As,每个As相邻的3个As以

As-As相结合，既A每个As属于3个正六边形，实际属于这个正六边形的As原子数为6xg=2,同理，一

个正六边形六条边，但每个As-As属于相邻两个正六边形，则实际属于这个正六边形的As-As为6x1=3,

故黑碑单层中As原子与As-As键个数比为2：3,故D正确；

故答案选CD。

6.（2022•四川绵阳・盐亭中学校考一■）高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸（熔点为42囿易吸潮）可通过市

售85%磷酸溶液减压蒸储除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21回易形成

2H3Po「H2（3（熔点为30回），高于100回则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的

实验装置如下（夹持装置略）：

回答下列问题：

⑴空集气瓶的作用=B的进水口为（填"a"或"b"）。

（2尸2。5的作用是o

⑶空气流入毛细管的主要作用是防止_____,还具有搅拌和加速水逸出的作用。

⑷升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是o

⑸磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入促进其结晶。

⑹过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为（填标号）。

A.<20℃B.30~35cC.42~100℃

⑺磷酸中少量的水极难除去的原因是。

【答案】⑴安全瓶b

（2）干燥气体

⑶防止暴沸

⑷使溶液受热均匀

⑸磷酸晶体

(6)B

⑺磷酸分子中含羟基，可与水分子间形成氢键

【解析】空气通过氯化钙除水，经过安全瓶后通过浓硫酸干燥除水，然后通过五氧化二磷，干燥的空气流

入毛细管对烧瓶中的溶液进行搅拌，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用，将85%磷酸

溶液进行减压蒸储除水、结晶除杂得到纯磷酸。

(1)

空集气瓶的作用是安全瓶；由仪器构造可知，仪器A为圆底烧瓶，仪器B为直形冷凝管，泠凝水应从b口

进、a口出，形成逆流冷却，使冷却效果更好。

(2)

纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分，因此五氧化二磷的作用为干燥气体。

(3)

空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液防止暴沸，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用。

(4)

升高温度能提高除水速度，而纯磷酸制备过程中要严格控制温度，水浴加热可以避免直接加热造成的温度

过快升高与温度的不可控性，使溶液受热均匀。

(5)

过饱和溶