一轮习题：第四章 微题型39 非金属及其化合物制备流程与实验探究（一）（Si、N、P、As） Word版含解析

一轮习题：第四章 微题型39 非金属及其化合物制备流程与实验探究（一）（Si、N、P、As） Word版含解析

‎1．硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。‎ ‎(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH3和SiH4(甲硅烷)在一定条件下反应，并在加热基板上生成氮化硅膜：3SiH4＋4NH3Si3N4＋12H2。‎ 以硅化镁为原料制备甲硅烷的反应和工业流程如下：‎ 反应原理：4NH4Cl＋Mg2Si4NH3↑＋SiH4↑＋2MgCl2　(ΔH＜0)‎ ‎①NH4Cl中的化学键类型有______________________，SiH4的电子式为______________。‎ ‎②上述生产甲硅烷的过程中液氨的作用是__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③氨气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式：___________‎ ‎_____________________________________________________________，‎ 实验室可利用如右图所示装置完成该反应。在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是______________。‎ ‎(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)难溶于水，在医药上可作抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余的酸之外，生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 将0.184 g三硅酸镁加入到50 mL 0.1 mol·L－1盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30 mL，则Mg2Si3O8·nH2O中的n值为__________。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为260 g·mol－1；在此条件下Mg2＋不与OH－发生反应。)‎ ‎2．(2020·海口调研)工业上常用亚硝酸钠(NaNO2)作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂。某兴趣小组用下列装置制备NaNO2并探究NO、NO2的某一化学性质。‎ 已知：①2NO＋Na2O2===2NaNO2；②NO能被酸性KMnO4氧化成NO，MnO被还原为Mn2＋。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用上图中的装置制备NaNO2，其连接顺序为a→________________________→h(按气流方向，用小写字母表示)，此时活塞K1、K2如何操作______________________________。‎ ‎(3)E装置发生反应的离子方程式是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)通过查阅资料，NO2或NO可能与溶液中Fe2＋发生反应。某同学选择上述装置并按A→C→E顺序连接，E中装入FeSO4溶液，进行如下实验探究。‎ 步骤 操作及现象 ‎①‎ 关闭K2，打开K1，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色 ‎②‎ 停止A中反应，打开弹簧夹和K2、关闭K1，持续通入N2一段时间 ‎③‎ 更换新的E装置，再通一段时间N2后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤①中相同 步骤②操作的目的是____________；步骤③C瓶中发生反应的化学方程式为______________‎ ‎__________________________________________________________；‎ 通过实验可以得出：__________(填“NO2、NO”中的一种或两种)和溶液中Fe2＋发生反应使溶液呈深棕色。‎ ‎3．(2019·郑州模拟)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 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)把D中吸收液转移至容量瓶中，加水稀释至250 mL，取25.00 mL于锥形瓶中，用5.0×10－5 mol·L－1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3标准溶液11.00 mL，则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为________ mg·kg－1，该原粮质量________(填“合格”或“不合格”)。‎ ‎4．(2019·西安调研)砷(As)及其化合物在生产、医疗、科技等方面有许多应用。‎ ‎(1)中国自古就有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)都是自然界中常见的砷化物，早期都曾用作绘画颜料，因都有抗病毒疗效也用来入药。一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图所示。‎ ‎①砷元素有＋2、＋3、＋5等常见价态。雌黄和雄黄中S元素的价态相同，其价态是________。Ⅰ中发生反应的离子方程式是_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②Ⅱ中，雄黄在空气中加热至300 ℃会产生两种物质，若4.28 g As4S4反应转移0.28 mol e－，则a为__________(填化学式)，砒霜(As2O3)可用双氧水将其氧化成H3AsO4而除去，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)AsH3是一种很强的还原剂，室温下，0.4 mol AsH3气体在空气中自燃，氧化产物为As2O3固体，放出b kJ热量，AsH3自燃的热化学方程式是____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)将Na3AsO3(aq)＋I2(aq)＋H2O(l)Na2HAsO4(aq)＋NaI(aq)＋HI(aq)设计成原电池如图1所示，放电时电流强度(I)与时间关系如图2所示。‎ ‎①图2中表示在该时刻上述可逆反应达到平衡状态的点是________(填字母)。‎ ‎②已知：a点对应图1中电流由C1极经外电路流向C2极。则d点对应的负极反应式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③图2中，b→c改变的条件可能是________(填字母)，c→d电流强度变化的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ A．向左室中加入适量的浓Na3AsO3溶液 B．向左室中加入适量的烧碱溶液 C．向右室中加入适量的浓KI溶液 D．向右室中加入适量的稀硫酸 ‎‎ 答案精析 ‎1．(1)①极性共价键、离子键　‎ ‎②吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可)　③4NH3＋5O24NO＋6H2O　NH4NO3(或硝酸铵)‎ ‎(2)Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl===3H2SiO3＋2MgCl2＋(n－1)H2O　6‎ ‎2．(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ‎(2)d→e→b(或c)→c(或b)→f(或g)→g(或f)　关闭K1，打开K2‎ ‎(3)3MnO＋4H＋＋5NO===3Mn2＋＋5NO＋2H2O ‎(4)排尽装置中残留的NO2　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　NO 解析　(2)A中生成NO2，根据已知①可知，生成的NO2先通入C中的水中生成NO，然后干燥除去H2O再与Na2O2反应制备NaNO2，最后用酸性KMnO4吸收尾气NO。在操作时注意将反应装置中的空气排尽。‎ ‎(4)根据②③实验可知NO和Fe2＋反应。‎ ‎3．(1)三颈烧瓶　使原粮中的磷化物与水充分反应 ‎(2)Ca3P2＋6H2O===3Ca(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装置气密性良好(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加热法)‎ ‎(3)装置C中生成的PH3被氧化　吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收 ‎(4)5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O ‎(5)0.008 5　合格 解析　(3)依据装置图中的试剂选择分析判断，高锰酸钾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被氧气氧化；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，离子方程式为5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O。(5)依据滴定反应：2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5Na2SO4＋3H2O,2KMnO4～5Na2SO3：未反应的高锰酸钾的物质的量为0.011 L×5.0×10－5 mol·L－1××＝2.2×10－6 mol。与PH3反应的高锰酸钾物质的量＝1.12×10－4 mol·L－1×0.02 L－2.2×10－6 mol＝4.0×10－8 mol。根据反应关系式5PH3～8KMnO4，PH3物质的量为4.0×10－8 mol×＝2.5×10－8 mol，则PH3‎ 的质量分数＝＝0.008 5 mg·kg－1，所以该原粮质量合格。‎ ‎4．(1)①－2　4H＋＋2Sn2＋＋2As2S3===2H2S↑＋2Sn4＋＋As4S4‎ ‎②SO2　As2O3＋2H2O2＋H2O===2H3AsO4‎ ‎(2)2AsH3(g)＋3O2(g)===As2O3(s)＋3H2O(l)‎ ΔH＝－5b kJ·mol－1‎ ‎(3)①b ‎②AsO－2e－＋H2O===HAsO＋H＋‎ ‎③AB　随着正反应进行，反应物浓度下降，反应速率下降，单位时间转移的电子(电量)减少