2024版新教材高考化学全程一轮总复习第四章非金属及其化合物微专题大素养10肼及磷砷的主要化合物学生用书

微专题·大素养 eq \o(○,\s\up1(10)) 肼及磷、砷的主要化合物一、N2H4的性质二、P4、PH3、P2O5、PCl5等的性质1．P4和PH32．P2O5（1）常用作干燥剂，能干燥酸性或中性物质，与H2O反应生成HPO3或H3PO4。（2）在硝酸存在的条件下，煮沸P4O10的水溶液，才能较快地转变为较纯净的H3PO4。3．P的含氧酸4．PCl3和PCl5（1）磷与氯气反应：氯气足量时生成PCl5（白烟）；氯气不足时生成PCl3（白雾）。（2）PCl5、PCl3都易水解：PCl5＋4H2O（足量）===H3PO4＋5HCl、PCl3＋3H2O===H3PO3＋3HCl。（3）PCl3可被Cl2氧化为PCl5：PCl3＋Cl2===PCl5。三、As及其化合物1．As及其氧化物2．H3AsO4的性质【素养专练】1．叠氮化钠（NaN3）是重要的化工原料。以甲醇、亚硝酸钠等为原料制备NaN3的流程如图所示。已知：水合肼（N2H4·H2O）不稳定，具有强还原性。下列有关说法错误的是（　　）A.反应①和反应③中浓硫酸的作用相同B.反应②的化学方程式为N2H4·H2O＋CH3ONO＋NaOH===NaN3＋CH3OH＋3H2OC.反应③分离出的CH3OH可导入反应①中循环利用D.反应④制备水合肼时不能将氨水逐滴滴入NaClO溶液中2．硫酸厂产生的酸性废水中含有超标的H3AsO3，需要处理达标后才能排放。目前含砷废水的处理常用石灰中和－PFS，氧化吸附、纳米级零价铁等方法。（1）石灰中和－PFS法，处理过程如图1所示。含砷废水经氧化后，加入石灰乳。含砷废水中含砷微粒的分布分数与pH的变化关系如图2所示。已知此温度下，Ca（H2AsO4）2溶于水，Ksp（FeAsO4）＝5.7×10－21，Ksp[Ca3（AsO4）2]＝6.8×10－19，Ksp（CaHAsO4）＝8.4×10－4。①一级沉降时，当pH＝2，废水中开始产生沉淀，该沉淀的主要成分为________________________________________________________________________（填化学式），pH调至8时，开始产生Ca3（AsO4）2沉淀，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②二级沉降中，保持溶液pH在8～10之间。加入PFS（聚合硫酸铁），形成的Fe（OH）3胶体粒子与含砷微粒反应可提高砷的去降率，发生的主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）氧化吸附法：新生态MnO2悬浊液具有较强的氧化性，能将As（Ⅲ）氧化为As（V），也具有较强的吸附性，能吸附水体中的H＋而带正电荷，所带正电荷越多，吸附含砷微粒的能力越强。pH不同时，新生态MnO2悬浊液对砷的去除率如图3所示。①加入新生态MnO2悬浊液使废水中H3AsO3转化为H3AsO4反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②pH从3增大到7的过程中，随着pH的增大，砷的去除率上升。其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）纳米级零价铁法：纳米级零价铁具有强吸附性和还原性，可直接处理有氧条件下含As（Ⅲ）较多的废水。处理后在纳米级零价铁表面有大量的As（0），外围有大量的As（V），产生As（0）的原理如图4所示。请描述产生As（0）、As（V）的过程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．次磷酸钠（NaH2PO2）易溶于水，具有还原性，可用于化学镀银、镍、铬等。一种利用泥磷（含 P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等）为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如图1所示。已知：P4与两种碱的反应主要有Ⅰ.2Ca（OH）2＋P4＋4H2O===2Ca（H2PO2）2＋2H2↑Ⅱ.4NaOH＋P4＋8H2O===4NaH2PO2·H2O＋2H2↑Ⅲ.4NaOH＋P4＋2H2O===2Na2HPO3＋2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2＋NaOH===Na2HPO3＋H2↑（1）已知H3PO2是一元中强酸，NaH2PO2是　　　　（填“正盐”或“酸式盐”）。（2）尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，从吸收液中获得NaH2PO2·H2O的操作为　　　　、　　　　、过滤、洗涤和干燥。（3）用NiCl2、NaH2PO2溶液进行化学镀Ni，同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）“反应”在温度和水量一定时，混合碱的总物质的量与P4的物质的量之比[ eq \f(n（混合碱）,n（P4）) ]与NaH2PO2产率的关系如图2所示。当 eq \f(n（混合碱）,n（P4）) ＞2.6时，NaH2PO2的产率随 eq \f(n（混合碱）,n（P4）) 的增大而降低的可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）滤渣2的主要成分为　　　　（填化学式）。（6）“过滤2”的滤液需要用Ag2SO4溶液、Ba（OH）2溶液除去其中的Cl－，加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多，其主要原因是________________________________________________________________________。（7）在工业上，可以用惰性电极电解NaH2PO2溶液制取磷酸，请写出其阳极反应式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。本讲真题研练1．[2022·湖南卷]科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移（如a、b和c），能将海洋中的N转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是（　　）A．过程Ⅰ中N发生氧化反应B．a和b中转移的e－数目相等C．过程Ⅱ中参与反应的n（NO）∶n（N）＝1∶4D.过程 Ⅰ→Ⅲ 的总反应为N＋N===N2↑＋2H2O2．[2022·江苏卷]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是（　　）A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”3．[2021·河北卷]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是（　　）A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除4．[2021·河北卷]关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是（　　）A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强5．[2023·浙江1月]下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是（　　）A．Na和乙醇反应可生成H2B．工业上煅烧黄铁矿（FeS2）生产SO2C．工业上用氨的催化氧化制备NOD．常温下铁与浓硝酸反应可制备NO26．[海南卷]干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体，化学方程式为：2NH3（g）＋CO2（g）⇌NH2COONH4（s）　ΔH