微專題29非金屬及其化合物制備流程與實驗探究（Si、N、P、As）

，考情分析）

1.（2023,山東,統(tǒng)考IWJ考真題）三氯甲硅烷（SiHCh）是制取高純硅的重要原料，常溫下為無色液體，沸點為

A

31.8℃,熔點為-L265C,易水解。實驗室根據反應Si+3HCl=SiHCL+H2,利用如下裝置制備SiHC^粗品

⑴制備SiHCh時進行操作：（回）......；（國）將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中；（固通入HC1,一段時間后接通冷凝

裝置,加熱開始反應。操作（助為—；判斷制備反應結束的實驗現(xiàn)象是—。圖示裝置存在的兩處缺陷是.

⑵已知電負性Cl>H>Si,SiHCl3在濃NaOH溶液中發(fā)生反應的化學方程式為

⑶采用如下方法測定溶有少量的純度。

HC1SiHCl3

m|g樣品經水解、干燥等預處理過程得硅酸水合物后，進行如下實驗操作：①—，②—(填操作名稱)，

③稱量等操作，測得所得固體氧化物質量為m?g,從下列儀器中選出①、②中需使用的儀器，依次為—(填

標號)。測得樣品純度為—(用含叫、Di2的代數(shù)式表示)。

【答案】(D檢查裝置氣密性當管式爐中沒有固體剩余時C、D之間沒有干燥裝置，沒有處

理氫氣的裝置

/

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

135.5m,,

⑶高溫灼燒冷卻AC——-xlOO%

60/Wj

【解析】氯化氫氣體通入濃硫酸干燥后，在管式爐中和硅在高溫下反應，生成三氯甲硅烷和氫氣，由于三

氯甲硅烷沸點為31.8回，熔點為-126.5℃,在球形冷凝管中可冷卻成液態(tài)，在裝置C中收集起來，氫氣則通

過D裝置排出同時D可處理多余吸收的氯化氫氣體，據此解答。

(1)制備SiHCb時，由于氯化氫、SiHCb和氫氣都是氣體，所以組裝好裝置后，要先檢查裝置氣密性，然后

將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中，通入氯化氫氣體，排出裝置中的空氣，一段時候后，接通冷凝裝置，加

熱開始反應，當管式爐中沒有固體剩余時，即硅粉完全反應，SiHCb易水解，所以需要在C、D之間加一個

干燥裝置，防止D中的水蒸氣進入裝置C中，另外氫氧化鈉溶液不能吸收氫氣，需要在D后面加處理氫氣

的裝置，故答案為：檢查裝置氣密性；當管式爐中沒有固體剩余時；C、D之間沒有干燥裝置，沒有處理氫

氣的裝置；

(2)已知電負性CI>H>Si,則SiHCb中氯元素的化合價為-1,H元素的化合價為-1,硅元素化合價為+4,

所以氫氧化鈉溶液和SiHCb反應時，要發(fā)生氧化還原反應，得到氯化鈉、硅酸鈉和氫氣，化學方程式為：

故答案為：s

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

(3)mig樣品經水解，干燥等預處理過程得到硅酸水合物后，高溫灼燒，在干燥器中冷卻后，稱量，所用

儀器包括用煙和干燥器,所得固體氧化物為二氧化硅,質量為m2g,則二氧化硅的物質的量為n(Si02)=^mol,

60

樣品純度為言義(28+1+35.5義3)聯(lián)吆xlOO%,故答案為：高溫灼燒；冷卻；AC；甯巴。

2.4023?湖北?統(tǒng)考高考真才)利用如圖所示的裝置(夾持及加熱裝置略)制備高純白磷的流程如下：

△凝華

紅磷⑸一＞無色液體與P/g)*?白磷(S)

下列操作錯誤的是

B.將紅磷轉入裝置，抽真空后加熱外管以去除水和氧氣

C.從a口通入冷凝水，升溫使紅磷轉化

D.冷凝管外壁出現(xiàn)白磷，冷卻后在氮氣氛圍下收集

【答案】C

【解析】A.紅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，因此紅磷在使用前應洗滌，A

正確；

B.真空環(huán)境可以降低物質的熔沸點，有利于將紅磷轉化為白磷，但是由于抽真空時不能將水氣和氧氣完全

除去，還需要對裝置外管進行加熱，這時可以保證反應環(huán)境無水無氧，B正確；

C.若從a口通入冷凝水，則冷凝水無法充滿整個冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此時可以將冷

凝水充滿冷凝管，C錯誤；

D.白磷易被空氣中的氧氣氧化，因此在收集白磷時應將反應裝置冷卻，再在氮氣氛的條件下收集白磷，D

正確；

一、硅及其化合物

1.牢記幾種物質的重要用途:

Si——半導體材料、太陽能電池板。

SiO2——光導纖維。

H2SiO3一一硅膠可用作干燥劑。

NazSiCM水玻璃)一一黏合劑、耐火阻燃材料。

2.熟記7個主要反應：

①Si+2OH-+H2O——SiOr+2H2個；

@SiO2+2OH-SiOi+H2O;

LX高溫

③SiO2+2C-Si+2co個；

④SiO2+4HF——SiF4個+2H2。；

=

⑤SiO,-+2co2(足量)+2出。==H2SiO3x|/+2HCO3;

o高溫人

⑥Na2cO3+SiO2=_Na2SiC)3+CC)2個；

高溫

⑦CaCC)3+SiC)2^=CaSiC)3+CC)2個。EJ

二、工業(yè)生產單質硅過程中應注意的問題

①用焦炭還原SiCh，產物是C。而不是CO2。

②粗硅中含碳等雜質，與a2反應生成的SiCl4中也含CCI4等雜質，經過分儲提純SiCl4后，再用H2還原，得

到高純度硅。

一、硅的工業(yè)制法及提純

石英砂I粗硅I舞3而］I高純硅

I口」7rntzJI-l7I口J7rm■

涉及的化學方程式：

①SQ2+2C型迪Si+2co個。

@Si+2CI2=^=SiCI4o

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

目前處于世界主流的傳統(tǒng)提純工藝主要有兩種：改良西門子法和硅烷法，它們統(tǒng)治了世界上絕大部分的多

晶硅生產線，是多晶硅生產規(guī)?；闹匾墧?shù)。在此主要介紹改良西門子法。改良西門子法是以HCI(或

和冶金級工業(yè)硅為原料，在高溫下合成為然后通過精儲工藝，提純得到高純最后

H2,Cl2)SiHCb，SiHCb，

用超高純的氫氣對SiHCb進行還原，得到高純多晶硅棒。主要工藝流程如圖下圖所示。

0朝(HCI(

工藝主要包括：SiHCb的合成、SiHCb的提純及SiHCb還原制備高純硅。

二、硝酸工業(yè)制法的反應原理

(1)NH3在催化劑作用下與。2反應生成NO

催化劑

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

進一步氧化生成

(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

五氧化二磷單斜晶系，白色粉末狀，在300℃時升華，有很強的吸水性，在空氣中易潮解，有腐蝕性。五氧

化二磷可從很多物質中奪取化合態(tài)的水，使其脫水；與有機物接觸，會發(fā)生燃燒。

P401o+6H2SC)4=6S03+4H3P。40

II

R40IO+12HN03=6N20+4HP04p

53軻、。

工號。

2.磷的含氧酸

磷有多種含氧酸，常見的有如下幾種。

名稱正磷酸焦磷酸三磷酸偏磷酸亞磷酸次磷酸

化學式(HPO)HPOHPO

H3PO4H4P2。7H5P3%3n3332

P的氯化數(shù)?5?5?5?5+3?1

(1)正磷酸

正磷酸經強熱會發(fā)生脫水作用時，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

多磷酸是磷酸的縮合酸，可以是鏈狀的，也可以環(huán)狀的。

(2)偏磷酸

偏磷酸的化學式為HPO3,透明的玻璃狀物質，易溶于水，在水溶液中逐漸轉為磷酸。

HPO3+H2O=H3PO40=P=0

常見的偏磷酸有三聚偏磷酸(HPO3)3和四聚偏磷酸(HPO3)4，(H

可磷酸高溫脫水制得；也可由五氧化二磷與適量冷水制得。

(3)亞磷酸j

H00H

亞磷酸是無色固體，易溶于水，其濃溶液受強熱時會發(fā)生歧化反應。

4H3PO4^=3H3PO4+PH3

亞磷酸是一個中強二元酸，亞磷酸及其鹽在水溶液中都是強還原劑，很容易將Ag+還原為金屬銀；也能將熱

濃硫酸還原為二氧化硫。

(4)次磷酸0

II

在次磷酸鋼溶液中加入硫酸，可得到次磷酸。H0PH

I

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

次磷酸是一個中強一元酸，分子中的磷原子直接與兩個氫原子鍵合。

S+2

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

次磷酸及其鹽都是還原劑。

(5)磷化氫

磷化氫可由金屬磷化物與水作用制得；也可由白磷與堿溶液制得。

Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3個

4P+3NaOH+3H2OPH3個+3NaH2P。2

磷化氫是一種較強的還原劑，能將銅、銀、金等金屬從其鹽中還原出來。

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，俗稱砒霜)為原料制取高純碑

L原料為含三氧化二碑99%以上的粗白碎。生產流程由升華提純、鹽酸溶解、三氯化碑精儲和水解后用高

純氫還原等過程組成。

2.碑化氫是無色有毒氣體，不穩(wěn)定，可發(fā)生可逆反應

2AsH3===2As+3H2

3.硅化氫是強還原劑，很容易被氧化與氧氣反應（自燃）

2ASH3+3C）2===AS2O3+3H2O

4.碑化氫與氨氣不同，一般不顯堿性，AsH3可以用于半導體材料碎化錢在700-900攝氏度，化學氣相沉積

AsH3+Ga（CH3）3====GaAs+3cH4

5.三氧化二碑是毒性很強的物質，砒霜的主要成分，可用于治療癌癥，是兩性氧化物

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

As2O3+6HCI^=2AsCl3+3H2O

1.（|2023?湖北?統(tǒng)考高考真事）工業(yè)制備高純硅的主要過程如下:

石英砂；>粗硅T^SiHCL高純硅

下列說法錯誤的是

高溫不

A.制備粗硅的反應方程式為SiO2+2C-Si+2COT

B.ImolSi含Si-Si鍵的數(shù)目約為4x6.02x1（）23

C.原料氣HCI和H?應充分去除水和氧氣

D.生成SiHCL的反應為焙減過程

【答案】B

【解析】A.Si。?和C在高溫下發(fā)生反應生成Si和CO,因此，制備粗硅的反應方程式為

高溫小

SiO2+2C-Si+2C0t,A說法正確；

B.在晶體硅中，每個Si與其周圍的4個Si形成共價鍵并形成立體空間網狀結構，因此，平均每個Si形成2

個共價鍵，lmolSi含Si-Si鍵的數(shù)目約為2x6.02x1（）23,B說法錯誤；

C.HCI易與水形成鹽酸，在一定的條件下氧氣可以將HCI氧化；凡在高溫下遇到氧氣能發(fā)生反應生成水，

且其易燃易爆，其與SiHCL在高溫下反應生成硅和HCI,因此，原料氣HCI和H?應充分去除水和氧氣，C

說法正確；

300℃

D.Si+3HCl^SiHCl3+H2,該反應是氣體分子數(shù)減少的反應，因此，生成SiHC^的反應為嫡減過程，D

說法正確；

綜上所述，本題選B。

2.（|z022?天津?統(tǒng)考高考真題）燃油汽車行駛中會產生CO、NO等多種污染物。下圖為汽車發(fā)動機及催化轉

化器中發(fā)生的部分化學反應。以下判斷簿誤的是

A.甲是空氣中體積分數(shù)最大的成分B.乙是引起溫室效應的氣體之一

C.反應（明在常溫下容易發(fā)生D.反應（助中NO是氧化劑

【答案】C

【解析】A.甲是氮氣，氮氣空氣中體積分數(shù)最大的成分，故A正確；

B.乙是二氧化碳，則乙是引起溫室效應的氣體之一，故B正確；

C.由于氮氣含有氮氮三鍵，因此反應（回）在常溫下不容易發(fā)生，在高溫或放電條件下發(fā)生，故C錯誤;

D.一氧化碳和一氧化氮反應生成氮氣和二氧化碳，一氧化氮中氮化合價降低，因此反應（勖中NO是氧化劑,

故D正確。

綜上所述，答案為C。

3.（6022?重慶?統(tǒng)考高考真金）工業(yè)上用N2和比合成NH3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的

是

A.消耗14gN2生成NH3分子數(shù)為2M

B.消耗ImolHz,生成N—H鍵數(shù)為2M

C.生成標準狀況下22.4LNH3,電子轉移數(shù)為2M

D.氧化lmoINFh生成N。，需。2分子數(shù)為2M

【答案】B

14g

【解析】A.由方程式可知，消耗14g氮氣生成氨氣的分子數(shù)為x2xMmo|T=M,故A錯誤；

28g/mol

2

B.由方程式可知，消耗lmol氫氣生成N—H鍵數(shù)為lmolx§x3xN4moiT=2NA,故B正確；

224T

C.由方程式可知，生成標準狀況下22.4L氨氣，反應電子轉移數(shù)為_/一?x3xMmo|T=3M,故C錯誤；

22.4L/mol

D.由得失電子數(shù)目守恒可知，lmol氨氣與氧氣反應生成一氧化氮，需氧氣分子數(shù)為Imolx：

4

xMmo|T=1.25M,故D錯誤；

故選B。

4.“023?湖南郴州?統(tǒng)考三4）亞碑酸鈉（NasAsO?）,易溶于水，主要用作殺蟲劑、防腐劑、分析試劑等。

利用Asq3（分子結構如圖）制備亞碑酸鈉涉及以下反應：As2o3+6NH3-H2O=2（NH4）3AsO3+3H2O0下列

說法錯誤的是

A.乩0的電子式為H：O:H

C.（NH）ASC）3中所含元素的電負性由大到小的順序為N>O>H>As

D.（NHJASO3中陽離子的空間結構為正四面體形

【答案】C

【解析】A.H2O是共價化合物，電子式為A正確；

B.碑的原子序數(shù)33,位于元素周期表的第四周期第回A族，其原子結構示意圖為函B正確；

C.同周期主族元素，電負性從左到右逐漸增大，從上到下逐漸減小，電負性大?。?>N>As>H,C錯誤;

D.NH；中，中心N原子為sp3雜化，不含孤電子對，空間結構為正四面體形，D正確；

故選Co

1.（向23?全國?統(tǒng)考高考真事）根據實驗操作及現(xiàn)象，下列結論中正確的是

選

實驗操作及現(xiàn)象結論

項

常溫下將鐵片分別插入稀硝酸和濃硝酸中，前者產生無色氣體，后者無明顯現(xiàn)稀硝酸的氧化性比

A

象濃硝酸強

取一定量Na?SC）3樣品，溶解后加入BaCl2溶液，產生白色沉淀。加入濃HNO3,

B此樣品中含有S。：

仍有沉淀

的金屬性比

將銀和AgNO3溶液與銅和Na2SO4溶液組成原電池。連通后銀表面有銀白色金CuAg

C

屬沉積，銅電極附近溶液逐漸變藍強

澳與苯發(fā)生了加成

D向澳水中加入苯，振蕩后靜置，水層顏色變淺

反應

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【解析】A.常溫下，鐵片與濃硝酸會發(fā)生鈍化，導致現(xiàn)象不明顯，但稀硝酸與鐵不發(fā)生鈍化，會產生氣泡，

所以不能通過該實驗現(xiàn)象比較濃硝酸和稀硝酸的氧化性強弱，A錯誤；

B.濃硝酸會氧化亞硫酸根生成硫酸根，仍然產生白色沉淀，所以不能通過該實驗現(xiàn)象判斷樣品中含有硫酸

根，B錯誤;

C.銅比銀活潑，在形成原電池過程中，做負極，發(fā)生氧化反應，生成了銅離子，導致溶液變?yōu)樗{色，所以

該實驗可以比較銅和銀的金屬性強弱，C正確；

D.向澳水中加入苯，苯可將澳萃取到上層，使下層水層顏色變淺，不是澳與苯發(fā)生了加成反應，D錯誤;

故選Co

2.d023?浙江?統(tǒng)考高考真事）下列說法正確的是

A.圖①裝置可用于制取并收集氨氣

B.圖②操作可排出盛有KMnC>4溶液滴定管尖嘴內的氣泡

C.圖③操作俯視刻度線定容會導致所配溶液濃度偏大

D.圖④裝置鹽橋中陽離子向ZnSC>4溶液中遷移

【答案】C

【解析】A.氯化鏤受熱分解生成氨氣和氯化氫，遇冷又化合生成氯化鏤，則直接加熱氯化鍍無法制得氨氣，

實驗室用加熱氯化錠和氫氧化鈣固體的方法制備氨氣，故A錯誤；

B.高鋅酸鉀溶液具有強氧化性，會腐蝕橡膠管，所以高鋅酸鉀溶液應盛放在酸式滴定管在，不能盛放在堿

式滴定管中，故B錯誤；

C.配制一定物質的量濃度的溶液時，俯視刻度線定容會使溶液的體積偏小，導致所配溶液濃度偏大，故C

正確；

D.由圖可知，鋅銅原電池中，鋅電極為原電池的負極，銅為正極，鹽橋中陽離子向硫酸銅溶液中遷移，故

D錯誤；

故選C。

3.（1o23?山東?統(tǒng)考高考真事）實驗室中使用鹽酸、硫酸和硝酸時，對應關系錯誤的是

A.稀鹽酸:配制A1C。溶液

B.稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解

C.稀硝酸：清洗附有銀鏡的試管

D.濃硫酸和濃硝酸的混合溶液：苯的磺化

【答案】D

【解析】A.實驗室配制AlCb溶液時向其中加入少量的稀鹽酸以抑制AF+水解，A不合題意；

B.蔗糖和淀粉的水解時常采用稀硫酸作催化劑，B不合題意；

C.清洗附有銀鏡的試管用稀硝酸，反應原理為：3Ag+4HNC>3(稀)=3AgNO3+NO個+2出0,C不合題意；

D.苯的磺化是苯和濃硫酸共熱，反應生成苯磺酸的反應，故不需要用到濃硫酸和濃倘酸的混合溶液，D符

合題意；

故答案為：Do

4.(2023春?河北滄州?高三泊頭市第一中學校聯(lián)考階段練習)鐵鹽法是處理含碑廢水的主要方法，已知

As(III)比As(V)毒性大且不易沉降，碎(V)酸鐵、碎(V)酸鈣的溶解度很小。以下是硫酸廠酸性含碑(助廢水的

處理步驟：

⑴向含碑廢水中加入消石灰，調節(jié)廢水的pH至5~6,過濾后再加入一定量綠磯，得到混合溶液；

(2)向上述混合溶液中加入高濃度雙氧水作為氧化劑，攪拌，至溶液由無色透明液變?yōu)辄S褐色渾濁液；

⑶待步驟⑵完成后，加入堿調節(jié)反應后的混合溶液pH至7-9,出現(xiàn)大量褐色沉淀，攪拌充分反應后，靜置、

過濾、回收濾渣，檢測濾液中碑含量，達標外排。

下列說法正確的是

A.步驟(1)中過濾出的濾渣主要是Ca3(AsC>3)2

B.步驟⑵中雙氧水的作用只是將三價碑氧化為五價碑

C.步驟⑵中雙氧水可用KzFeO,代替

D.步驟⑶中，工業(yè)上調節(jié)反應后的混合溶液pH所用堿最好是NaOH

【答案】C

【解析】A.由題給信息可知，As(助比As(V)毒性大且不易沉降可知，向含碎廢水中加入消石灰的目的是中

和溶液中的硫酸，調節(jié)溶液的pH,則亞碑酸根離子應在濾液中，過濾得到的濾渣為硫酸鈣，故A錯誤；

B.由題意可知，步驟(2)中雙氧水的作用是將溶液中的三價碑氧化為五價碑，同時將亞鐵離子氧化為鐵離子，

使反應生成的鐵離子與碑酸根離子生成難溶的碑酸鐵沉淀，故B錯誤；

C.高鐵酸鉀具有強氧化性，也能將溶液中的三價碑氧化為五價碑，同時將亞鐵離子氧化為鐵離子，達到生

成碑酸鐵沉淀的目的，故c正確；

D.由題給信息可知，步驟⑶中，工業(yè)上調節(jié)反應后的混合溶液pH所用堿最好選用廉價易得的氫氧化鈣，

目的是調節(jié)溶液pH的同時，還能將溶液中的碑酸根離子轉化為碑（V）酸鈣,提高處理廢水的效果，故D錯誤；

故選C。

5.（2023?江蘇揚州?統(tǒng)考三模）檢驗微量碑的原理為2ASH3+12AgNO3+3H2O=As2O3+12HNO3+12AgJ。

AsHs常溫下為無色氣體。下列說法正確的是

A.As的基態(tài)核外電子排布式為[Ar]4s24P3B.NO；的空間構型為平面三角形

C.固態(tài)AsHs屬于共價晶體D.HNC>3既含離子鍵又含共價鍵

【答案】B

【解析】A.As的基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3即4s24P3,A錯誤；

B.NO；的中心原子N的價層電子對數(shù)為3,沒有孤電子對，中心原子N的雜化類型為sp2,空間構型為平

面三角形，B正確；

C.固態(tài)AsHs屬于分子晶體，C錯誤；

D.HNO3只含共價鍵，D錯誤；

故選Bo

6.（2023春?河北邢臺?高三校聯(lián)考階段練習）硅的提純是電子工業(yè)一項十分重要的工作，可用粗硅與干燥的

HC1氣體反應制SiHCLj其中含有BCL、SiCl4）,SiHCl?與過量H?在:1000~1100。。反應制得純硅。有關物質

的物理常數(shù)見下表：

物質SiCl4BC13SiHCl3

沸點/℃57.712.833.0

熔點/℃-70.0-107.2-126.5

回答下列問題：

⑴基態(tài)Si原子核外電子共有種運動狀態(tài)；粗硅與HC1反應完全后的混合物冷卻到標準狀況，可通過_

（填寫操作名稱）提純得到SiHCy0

⑵已知在有HF存在的條件下，硅可以和濃硝酸反應生成六氟合硅酸（HzSiR）,該反應的化學方程式為

⑶實驗室可以采用如圖裝置（夾持、尾氣處理裝置及部分加熱裝置均略去）用SiHCh與過量干燥H?反應制取

純硅。

①儀器a的名稱為,裝置B中的試劑為o

②將裝置C水浴加熱，該加熱方式的優(yōu)點是。

③為保證實驗安全，加熱裝置D前必須完成的操作是：回.檢驗裝置的氣密性；0.,該裝置中發(fā)生反應

的化學方程式為o

【答案】⑴14蒸儲

(2)Si+4HNC>3(濃)+6HF=H2SiF6+4NO2T+4H2O

⑶分液漏斗濃硫酸加熱均勻，便于控制溫度使SiHCL氣化檢驗氫氣的純度或先滴加

1000~1100℃

稀硫酸，產生氫氣，排凈裝置中的空氣SiHCl3+H2Si+3HC1

【解析】（1）基態(tài)Si原子有14個核外電子，則共有14種運動狀態(tài)；得到的混合物中各物質的沸點不同,

可通過蒸儲提純得到SiHCI3o

（2）在HF存在的條件下，硅可以和濃硝酸發(fā)生氧化還原反應，該反應的化學方程式為

Si+4HNO3（濃）+6HF=H2SiF6+4NO2個+4出0。

（3）裝置A中Zn和稀硫酸反應產生出；裝置B的作用是干燥出；裝置C的作用是氣化SiHCb和混合出

和SiHCb氣體;裝置D中SiHCb與干燥也反應，得到純Si。

①儀器a的名稱為分液漏斗，裝置B中的試劑為濃硫酸；②水浴加熱可以使得加熱均勻，便于控制溫度使

SiHCb氣化；③加熱裝置D前需檢查裝置的氣密性和排出裝置中的空氣，保證也具有高純度，則第團步為檢

驗氫氣的純度或先滴加稀硫酸，產生氫氣，排除裝置中的空氣，該裝置中發(fā)生反應的化學方程式為

1000~1100℃

SiHCl3+H2Si+3HC1O

A

7.(2023?全國?高三專題練習)已知：P4(白磷)+3NaOH+3H2O=NaH2PC)2+PH3個。PW有強還原性,是無色、

有毒且能自燃的氣體。某同學用如圖所示裝置制取少量NaHzPCh,相關操作步驟(不是正確順序)為①打開K,

先通入N2一段時間；②向三頸燒瓶中加入丁醇和白磷；③檢查裝置氣密性；④打開K,再通入此一段時

間；⑤關閉K,打開磁力攪拌器加熱至50~60回，滴加NaOH溶液。

請回答下列問題:

⑴裝置B的作用是。

(2)寫出該裝置中的一處明顯錯誤：

⑶該實驗操作步驟的正確順序是(填標號)。

⑷先通入此一段時間的目的是o

⑸向三頸燒瓶中加入丁醇和白磷，其中加入丁醇的主要目的是o

(6)PH3在裝置C中可被氧化成磷酸，該反應的化學方程式為,裝置D的作用為。

⑺取產品mg溶于稀硫酸配成250mL溶液，取25.00mL于錐形瓶中，然后用0Q2mol/LKMnC)4標準溶液滴定，

滴定終點的現(xiàn)象是;達到滴定終點時消耗VmLKMnO’標準溶液，則產品的純度為%(用含m、V的

代數(shù)式表示)。

【答案】⑴防倒吸

(2)裝置C中應長導管進，短導管出

⑶③②①⑤④

⑷排盡裝置內的空氣，防止PH3自燃引起爆炸

⑸作分散劑，使反應物充分混合，加快反應速率

(6)PH3+4NaCIO=H3PO4+4NaCI檢驗PH3是否被吸收干凈

22、

(7)滴入最后半滴KMnO4標準溶液后，溶液由無色變?yōu)榧t色，且半分鐘內不褪色——

m

【解析】(1)裝置B為安全瓶，作用是防倒吸;

（2）該裝置中的一處明顯錯誤是裝置C中應長導管進，短導管出；

（3）由題意可知，該實驗操作步驟的正確順序是③檢查裝置氣密性，實驗中有氣體生成，防止裝置漏氣;

②向三頸燒瓶中加入丁醇和白磷；①打開K,先通入N?一段時間，排盡裝置中的空氣，防止P4自燃引起

爆炸；⑤關閉K,打開磁力攪拌器加熱至50~60回，滴加NaOH溶液，NaOH和白磷反應制取少量NaH2Po,；

④打開K,再通入N2一段時間，排盡滯留在裝置中的PHj；

（4）PH3有強還原性，是無色、有毒且能自燃的氣體，先通入W一段時間的目的是排盡裝置內的空氣，防

止PH3自燃引起爆炸；

（5）向三頸燒瓶中加入丁醇和白磷，其中加入丁醇的主要目的是作分散劑，使反應物充分混合，加快反應

速率；

（6）PH3在裝置C中可被氧化成磷酸，該反應的化學方程式為PH3+4NaC1O=H3Po4+4NaCI,裝置D的作用為

檢驗PW是否被吸收干凈；

（7）KMnO,溶液為紫紅色，滴定終點的現(xiàn)象是滴入最后半滴KMnO,標準溶液后，溶液變?yōu)榧t色，且半分

鐘內不褪色。KMnO,和NaH2Po2反應生成Mn?+和P。；，根據得失電子守恒可得關系式：

1

5NaH2PO2~4KMnO4,則〃（NaH2Po?）=0.02mol/Lx=2.5VXKTmol,產品的純度

2.5VxIO-4molx88g/mol2.2V

為---------------------x100%=----%ft/。

mgm

8.4023?河南鄭州?統(tǒng)考三事）碑酸銅是一種藍色粉末，難溶于水和酒精，廣泛應用于木材防腐劑。某化工

廠以硫化碑廢渣（主要成分為As2s3,含少量的Sb、Bi）為原料制備碑酸銅的工藝流程如圖所示:

空氣、NaOH溶液CaO稀H,SONH」H。CuSC）4溶液

硫化碑

CU(ASO)O

廢渣342

(Sb、Bi)

請回答下列問題：

（1）CU3（ASO4）2中As的化合價為。

⑵"粉碎"的目的是。

（3）"堿浸"時，在加熱條件下As2s3中硫元素被氧化為SO：,反應的離子方程式為

⑷"沉碑"后濾液中主要含有，該物質可循環(huán)利用到步驟中。

⑸"濾渣"的成分是o

⑹“轉化”時發(fā)生的化學方程式為。

⑺該化工廠實驗員稱取100g硫化碑廢渣(As2s3質量分數(shù)為73.8%),粉碎后通空氣并加入NaOH溶液，得到

1L的懸濁液，測得堿浸后的濾液中Na3AsO4的濃度為0.45moM_u,該實驗員檢測碑的浸出率為。

【答案】⑴+5

(2)增大反應物接觸面積，提高堿浸速率和原料轉化率

⑶As2s3+7O2+12OH-=2AsO；-+3SO；+6H20

(4)NaOH堿浸

⑸硫酸鈣或CaSO4

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

(7)75%

【解析】硫化碑廢渣(主要成分為As2s3,含少量的Sb、Bi)粉碎后堿浸，硫化神渣中As2s3與NaOH、空氣中

的。2反應生成Na3AsO4>NazSO4和H2O,Sb、Bi不與NaOH反應,過濾后在浸出渣中，Na3Ase>4和Na2s。4

在濾液中,濾液中加CaO"沉碑",Na3Ase>4與CaO、水反應生成Ca3(AsCU)2沉淀,過濾后，NaOH和Na2SO4

在濾液中，Ca3(AsO4)2在濾渣中，往Ca3(AsC>4)2中加稀H2so4生成H3Ase)4和CaSC)4沉淀，過濾后KAsCU和一

水合氨、硫酸銅溶液反應生成CU3(ASC>4)2。

(1)由化合價代數(shù)和為零可知，CU3(AsC>4)2中As的化合價為+5。

(2)"粉碎"的目的是增大反應物接觸面積，提高堿浸速率和原料轉化率。

(3)"堿浸"時，在加熱條件下As2s3中硫元素被氧化為SO：,As元素被氧化為AsO*中，根據得失電子守恒

和電荷守恒配平離子方程式為：AS2S3+7O2+12OH=2ASOt+3SO^+6H2O?

(4)由分析可知，“沉碑"后濾液中主要含有NaOH和Na2so4,“堿浸”步驟中也用到NaOH,NaOH可循環(huán)利

用到堿浸步驟中。

(5)由分析可知，"濾渣”的成分是硫酸鈣或CaSCU。

(6)沉淀轉化實質上是CuS04與NH3-H2O反應生成的Cu(0H)2和H3ASO4反應生成了更難溶的Cu3(AsO4)2,

化學方程式為：3CUSO4+2H3ASO4+6NH3?H2O=CU3(ASO4)2+3(NH4)2SO4+6H2。。

100gx73.8%

(7)懸濁液中As2s3的物質的量為ex75+3x32)g/mol=°，3moL懸濁液中As元素的物質的量為

0.3molx2=0.6mol,浸出液中NasAsCU的物質的量為0.45mol/Lx[L=0.45mol,則碑的浸出率為°45nxlO。％

0.6mol

=75%o

J提開藥

1.（2023春?上海寶山?高一上海市吳淞中學校考階段練習）黃碑（Asj與白磷（PJ的結構類似（如圖所示），以

下敘述正確的是

A.黃碑的熔點高于白磷B.黃碑中共價鍵鍵能大于白磷

C.兩者都是共價化合物D.兩者都含有極性共價鍵

【答案】A

【解析】A.黃碑和白磷均屬于分子晶體，且不含分子間氫鍵，黃碑相對分子質量大，范德華力大，熔沸點

高，故A正確；

B.As與P屬于同一主族，As的半徑大于P,因此As-As鍵長大于P-P鍵長，As-As鍵能小于P-P鍵能，故B

錯誤；

C.兩者均屬于單質，不屬于化合物，故C錯誤；

D.兩者都含有非極性共價鍵，故D錯誤；

答案為A。

2.（2023春?湖南常德,高三常德市一中?？茧A段練習）雌黃（As2s3,其結構如下圖所示）是提取碑的主要礦物

原料，As2s3和HNC）3有如下反應：As2s3+10H++10NO]=2H3AsO4+3S+10NC）2T+2H2。。下列說法錯誤的

A.ASO：的空間構型為正四面體形

B.As2s3中只含有極性鍵，且為非極性分子

C.該分子中所有原子均采用sp3雜化

D.生成0.5molH3ASO4,則反應中轉移電子的物質的量為5moi

【答案】D

【解析】A.AsOj中根據價電子互斥理論孤對電子數(shù)為gx（5+3-4x2）=0,As原子為sp3雜化，空間構型

為正四面體形，A正確；

B.As2s3結構如圖正負電荷中心重合，為非極性分子，B正確;

C.As2s3中As有3個。鍵且有1個孤電子對，為sp3雜化,S原子價層電子對個數(shù)是4且含有2個孤電子對,

雜化類型為Sp3,C正確；

+

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

0.5molH3AsO4,則反應中轉移電子的物質的量為2.5mol,D錯誤;

故選Do

3.（2023春?福建寧德?高二福建省福安市第一中學校聯(lián)考期中）黃碑（AsJ與白磷（馬）的結構類似（如圖所示）,

以下敘述正確的是

A.黃碑的熔點高于白磷B.兩者都易溶于水

C.黃碑中共價鍵鍵能大于白磷D.分子中As原子采取sp,雜化

【答案】A

【解析】A.黃碑（AS4）與白磷（P4）形成的晶體都為分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越強，則熔

點越高，黃碑的熔點高于白磷，選項A正確；

B.黃碑（AsJ與白磷（R）均為非極性分子，水分子為極性分子，根據相似相溶原理，兩者都不易溶于水,

選項B錯誤;

C.原子半徑As>P,鍵長越大，鍵能越小，黃碑中共價鍵鍵能小于白磷，選項C錯誤；

D.分子中As上有1對孤電子對和3個成鍵電子對，則As原子的雜化方式為sp3,選項D錯誤;

答案選A。

4.（向23?湖北黃岡?黃岡中學?？既齅）ChatGPT是史上月活用戶增長最快的消費者應用。下列說法中不正

確的是

A.硅晶片是生產芯片的基礎材料

B.芯片制造中的"光刻技術”是利用光敏樹脂在曝光條件下成像，該過程涉及化學變化

C.硅在自然界中主要以單質形式存在

D.硅是應用最廣泛的半導體材料

【答案】C

【解析】A.硅晶片是優(yōu)良的半導體材料，是生產芯片的基礎材料，故A正確；

B.光敏樹脂在曝光條件下成像時有新物質生成，屬于化學變化，故B正確；

C.硅元素是親氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，不存在硅單質，故C錯誤；

D.硅是優(yōu)良的半導體材料，可用于制造和生產芯片，故D正確；

故選C。

5.（2023?山東濟南?山東省實驗中學?？寄M預測）黑碑在催化電解水方面受到關注，其晶體結構如圖所示，

與石墨類似。下列說法正確的是

A.黑碑中As—As鍵的強度均相同

B.黑碑與C60都屬于混合型晶體

C.黑碑與石墨均可作為電的良導體

D.黑碑單層中As原子與As—As鍵的個數(shù)比為2回3

【答案】CD

【解析】A.根據圖知，黑碑中存在的As-As鍵的鍵長不同，則鍵能不同，故A錯誤;

B.C6。屬于分子晶體，黑碑晶體結構類似于石墨，石墨晶體中既有共價鍵，又有金屬鍵，還有范德華力，為

混合晶體，所以黑碑屬于混合晶體，故B錯誤；

C.黑碑晶體結構與石墨類似，石墨是電的良導體，則黑碑能也是電的良導體，故c正確；

D.根據圖知，黑碑晶體每層原子之間組成六元環(huán)結構，一個正六邊形有6個As,每個As相鄰的3個As以

As-As相結合，既A每個As屬于3個正六邊形，實際屬于這個正六邊形的As原子數(shù)為6xg=2,同理，一

個正六邊形六條邊，但每個As-As屬于相鄰兩個正六邊形，則實際屬于這個正六邊形的As-As為6x1=3,

故黑碑單層中As原子與As-As鍵個數(shù)比為2：3,故D正確；

故答案選CD。

6.（2022?四川綿陽?鹽亭中學?？家弧觯└呒夹g領域常使用高純試劑。純磷酸（熔點為42囿易吸潮）可通過市

售85%磷酸溶液減壓蒸儲除水、結晶除雜得到，純化過程需要嚴格控制溫度和水分，溫度低于21回易形成

2H3Po「H2（3（熔點為30回），高于100回則發(fā)生分子間脫水生成焦磷酸等。某興趣小組為制備磷酸晶體設計的

實驗裝置如下（夾持裝置略）：

回答下列問題：

⑴空集氣瓶的作用=B的進水口為（填"a"或"b"）。

（2尸2。5的作用是o

⑶空氣流入毛細管的主要作用是防止_____,還具有攪拌和加速水逸出的作用。

⑷升高溫度能提高除水速度，實驗選用水浴加熱的目的是o

⑸磷酸易形成過飽和溶液，難以結晶，可向過飽和溶液中加入促進其結晶。

⑹過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環(huán)境外，還需要控制溫度為（填標號）。

A.<20℃B.30~35cC.42~100℃

⑺磷酸中少量的水極難除去的原因是。

【答案】⑴安全瓶b

（2）干燥氣體

⑶防止暴沸

⑷使溶液受熱均勻

⑸磷酸晶體

(6)B

⑺磷酸分子中含羥基，可與水分子間形成氫鍵

【解析】空氣通過氯化鈣除水，經過安全瓶后通過濃硫酸干燥除水，然后通過五氧化二磷，干燥的空氣流

入毛細管對燒瓶中的溶液進行攪拌，同時還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細管上升的作用，將85%磷酸

溶液進行減壓蒸儲除水、結晶除雜得到純磷酸。

(1)

空集氣瓶的作用是安全瓶；由儀器構造可知，儀器A為圓底燒瓶，儀器B為直形冷凝管，泠凝水應從b口

進、a口出，形成逆流冷卻，使冷卻效果更好。

(2)

純磷酸制備過程中要嚴格控制溫度和水分，因此五氧化二磷的作用為干燥氣體。

(3)

空氣流入毛細管可以對燒瓶中的溶液防止暴沸，同時還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細管上升的作用。

(4)

升高溫度能提高除水速度，而純磷酸制備過程中要嚴格控制溫度，水浴加熱可以避免直接加熱造成的溫度

過快升高與溫度的不可控性，使溶液受熱均勻。

(5)

過飽和溶