2021版化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版高考新风向·命题新情境4.5氮及其化合物

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高考新风向·命题新情境

磷化氢,又名磷烷,分子式为PH3,是一种无色、剧毒、易燃的储存于钢瓶内的液化压缩气体,其制取原理类似于实验室制氨气,空气中磷化氢气体达到2 ppm以上就会造成人畜中毒。化学性质活泼,能与氧气、卤素发生剧烈反应;通过灼热金属块生成磷化物,放出氢气;还能与铜、银、金及它们的盐类反应。

问题1.如何书写用PH4I和烧碱反应制取PH3的化学方程式?(素养角度——证据推理与模型认知)

提示:根据实验室制取氨气的反应原理可知用PH4I和烧碱反应制取PH3的化学方程式为PH4I+NaOHPH3↑+NaI+H2O。

问题2.实验室用硫酸铜溶液吸收PH3时的化学方程式:24CuSO4+11PH3+12H2O

8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4中氧化剂是什么?当吸收2.2 mol PH3时转移电子的物质的量是多少?(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:根据方程式可知铜元素的化合价从+2价降低到+1价,因此CuSO4是氧化剂。每消耗24 mol CuSO4,转移24 mol电子,所以当吸收2.2 mol PH3时转移电子的物质的量为×24 mol=4.8 mol。

问题3.氧硫化碳(COS)可替代磷化氢而被用作熏蒸剂,粉末状的KSCN与浓硫酸在一定条件下可得到COS和两种硫酸氢盐,生成物的物质的量之比为1∶1∶1,如何书写相应的化学方程式?(素养角度——变化观念与平衡思想)

提示:粉末状的KSCN与浓硫酸在一定条件下可得到COS和两种硫酸氢盐,生成物的物质的量之比为1∶1∶1,根据原子守恒可知两种硫酸氢盐应该是硫酸氢钾和硫酸氢铵。则反应的化学方程式为KSCN+2H2SO4(浓)+H2OKHSO4+NH4HSO4+COS↑。

1.次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,具有较强还原性。下列有关说法正确的是(　　)

A.次磷酸的电离方程式为H3PO2H++H2P

B.NaH2PO2是次磷酸的正盐,其水溶液呈中性

C.白磷与氢氧化钠溶液反应可得次磷酸盐,反应的化学方程式为P4+9NaOH3Na3PO2+PH3↑+3H2O

D.利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,1 mol H3PO2最多还原4 mol Ag+

【解析】选D。中强酸的电离方程式应用可逆号,则次磷酸的电离方程式为H3PO2H++H2P,故A错误;NaH2PO2属于强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,故B错误;白磷(P4)与NaOH溶液反应生成PH3和NaH2PO2,反应的化学方程式为P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2+PH3↑,故C错误;次磷酸(H3PO2)中O为-2价,H为+1价,则P为+1价,其氧化产物为H3PO4,磷酸中P的化合价为+5价,故1 mol H3PO2最多还原4 mol Ag+,故D正确。

2.磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的PH3气体(熔点为-132 ℃,还原性强、易自燃),可用于粮食熏蒸杀虫。卫生安全标准规定:当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05 mg·kg-1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量:

【操作流程】安装吸收装置→PH3的产生与吸收→转移KMnO4吸收溶液→亚硫酸钠标准溶液滴定。

【实验装置】C中盛100 g原粮,D中盛有 20.00 mL 1.12×10-4 mol·L-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)。

请回答下列问题:

(1)仪器C的名称是________;原粮最好先打成粉末,其原因是_______　。 

(2)磷化钙与水反应的化学方程式为　___________; 

检查整套装置气密性良好的方法是　____________。 

(3)A中盛装KMnO4溶液的作用是除去空气中的还原性气体;B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液,其作

　用是吸收空气中的O2,防止________;通入空气的作用是　__________。 

(4)D中PH3被氧化成磷酸,所发生反应的离子方程式为　______________。 

【解析】(1)仪器C的名称是三颈烧瓶;原粮打成粉末可以增大接触面积,有利于反应充分进行。

(2)依据题干信息磷化钙与水反应生成氢氧化钙和磷化氢;利用装置特征关闭K1、打开K2,用抽气泵缓慢抽气,若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则气密性良好 ;或在D左边用橡胶管和止水夹封闭,关闭K2,用压差法;或关闭分液漏斗旋塞后对C用加热法。

(3)依据装置图中的试剂分析判断,高锰酸钾溶液是强氧化剂,可以吸收空气中的还原性气体;焦性没食子酸先和碱反应,再和氧气反应可以吸收氧气;若不吸收氧气,PH3会在氧气中燃烧;准确测定PH3的含量,需要用高锰酸钾溶液全部吸收,避免产生较大误差,通入空气的作用是保证PH3全部被吸收。

(4)PH3被酸性高锰酸钾氧化成磷酸,高锰酸钾被还原为锰离子,结合电子守恒和电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为5PH3+8Mn+24H+5H3PO4+8Mn2++12H2O。

答案:(1)三颈烧瓶　使原粮中磷化物与水充分反应

(2)Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑　关闭K1,打开K2,用抽气泵缓慢抽气,若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则气密性良好[或在D左边用橡胶管和止水夹封闭,关闭K2,用压差法;或关闭分液漏斗旋塞后对C用加热法]

(3)氧化装置C中生成的PH3　吹出PH3,使其全部被酸性KMnO4溶液吸收

(4)5PH3+8Mn+24H+5H3PO4+8Mn2++12H2O

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