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第四章　非金属及其化合物
第13讲　多价态元素——氮、磷、砷
复习要点　1.了解氮及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2.了解氮的化合物对环境的影响。3.了解氮及其化合物的转化关系。4.了解NOx与H2O、金属与HNO3反应的相关计算。5.了解磷及其化合物的性质。6.了解砷及其化合物的性质。
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考点1　N2、NOx
A基础知识重点疑难
1. 氮气
（1）自然界中氮的存在和氮的固定
笔记：（2022江苏）自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3（×）
（2）N2的性质
②结构式为N≡N，氮氮三键键能较大，不易断裂→常温下N2性质稳定。
③N的化合价为0，处于中间价态。
笔记：（2023湖北）液氮－液氢、液氧－液氢、液态NO2－肼、液氧－煤油，不能作为火箭推进剂的是 　　。（提示：液氮－液氢）
冷冻剂　
（4）制备
工业：先液化空气，然后分离液态空气。
保护气　
赶尽装置内残留的气体　
2. 氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
（1）NO与NO2物理性质的比较
NO NO2
氮的价态 ＋2价 ＋4价
物理性质 无色、不溶于水的气体 　红棕　色、有刺激性气味气体，易 　液化　，易溶于水
对环境的影响 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一
实验室制取原理及收集方法
红棕　
液化　
（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　
Cu（NO3）2＋2NO2↑＋
2H2O　
（2）NO和NO2的化学性质
①NO（N的化合价为＋2价，处于中间价态）
②NO2③（N的化合价为＋4价，处于中间价态）
笔记：①用于检验NO；在实验室制NO时隔绝空气
②（2022天津）汽车发动机及催化转化器中发生
，则甲、乙分别为 　　、 　　。（提示：N2　CO2）
③NO2与溴蒸气鉴别：
a.有机溶剂溶解法
b.AgNO3试剂法
c.水溶解法
（3）氮氧化物溶于水的问题分析
③NO2、NO、O2③三种混合气体通入水中：
a.可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。
3. 氮氧化物对环境的污染及防治
笔记：高考中以反应机理形式出现，涉及含N物质的转化、氮的固定、化学键、环境污染及防治、氧化还原反应等
（1）常见的污染类型
①光化学烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
（2）常见的NOx尾气处理方法
②催化转化法：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体（N2）或NOx与CO②在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2）。一般适用于汽车尾气的处理。
NO2＋NO＋
B题组集训提升能力
题组一　N2的性质和氮的固定
①氮元素的非金属性较强，所以氮气是一种活泼的非金属单质
②N2与O2在放电的条件下可直接生成NO2
③通过灼热的铜丝网除去N2中的O2
④“雷雨发庄稼”是指雷雨时可增加土壤中氮肥的含量，此变化属于氮的固定
⑤3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023
⑥镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
③④⑤⑥　
B. 图示转化过程中N元素表现出7种化合价
C. 表层水中含N物质被氧化，底层水中含N物质被还原
C
题组二　重要的氮氧化物——NO、NO2
①用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
②可以通过氢氧化钠溶液除去NO中的NO2
②⑥　
③2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA（NA为阿伏加德罗常数的值，下同）
④3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA
⑤将湿润的淀粉KI试纸放入含有红棕色气体的集气瓶中，试纸变蓝，说明该气体为NO2，具有氧化性
⑥将少量的硝酸铜受热分解（产物为CuO、NO2、O2）后的气体收集后，用带火星的木条检验，木条复燃，说明NO2能支持燃烧
⑦1 mol SO3与1 mol NO2分别通入1 L水中可产生相同浓度的H2SO4和HNO3（2022·重庆化学）
气体中含有NO2和O2，由得失电子守恒，n（NO2）∶n（O2）＝4∶1，即氧气少量，木条复燃不是因为O2，可说明NO2能支持燃烧，故⑥正确。NO2与H2O反应除生成HNO3外还有NO生成，故1 mol SO3与1 mol NO2分别通入1 L水中所得H2SO4和HNO3的浓度肯定不同，故⑦错误。
A. 反应过程中O原子的成键数目保持不变
B. [Cu（NH3）4]2＋做催化剂，虚线圈内物质是中间体
C. 反应⑤中[Cu（NH3）4]2＋只起氧化剂的作用
D
题组三　氮氧化物的污染及治理
5. NO、NO2产生酸雨的过程可表示为
（1）写出该循环中两步反应的化学方程式：
（3）将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体。
O2　
8 mL、4 mL　
NO　
10.8 mL、1.2 mL（①、②空
的答案可以互换）　
2CO＋ 2NO
4∶3　
（3）工业尾气中的氮氧化物常采用碱液吸收法处理。
NaNO2　
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考点2　NH3、N2H4和铵盐
A基础知识重点疑难
1. NH3的性质
（1）氨的物理性质
笔记：（2023江苏）氨极易溶于水，故液氨可作制冷剂（×）
小　
（2）氨的化学性质
①还原性
应用：工业制HNO3、硝酸盐。
应用：用浓氨水检验Cl2管道泄漏，有白烟生成。
4NO＋6H2O　
②与酸反应
b.氨水性质：容易挥发；氨水质量分数越大，其密度越小；氨水是很好的沉淀剂，能使Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋转变为氢氧化物沉淀，其中AgOH⑤、Cu（OH）2、Zn（OH）2等沉淀能溶于过量氨水，生成配合物。
笔记：①高考多以选项形式出现NH3性质和反应式，如（2023浙江1月）工业上用氨的催化氧化制备NO （√）
②（2024广东）向NH3中滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有NH4Cl升华（×）
③（2023河北）NH3通入滴有酚酞溶液的水中，溶液变红，则氨水显碱性（√）
④以NA题和微粒大小关系出现，如（2023海南）1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液，NH3·H2O微粒数目为0.1NA（×）
⑤（2023湖南）氨水、AgNO3溶液相互滴加，改变试剂滴加顺序，反应现象没有明显差别（×）
（3）喷泉实验的理解
①形成喷泉的原理
形成喷泉最根本的原因是烧瓶内外存在压强差①。
②形成喷泉的常见组合
a.极易溶于水的气体，如NH3、HCl。
b.气体与液体反应使气体急剧减少，常见组合如表。
气体 NO2、O2 SO2 CO2 Cl2
液体 H2O 碱溶液 碱溶液 碱溶液
③喷泉实验的发散装置
笔记：①实验中压强差
（1）检验装置气密性；（2）喷泉实验；（3）尾气吸收、防止倒吸；（4）恒压漏斗；（5）安全瓶、防堵塞的装置
②引发喷泉用热毛巾包住烧瓶
③增大锥形瓶中气压，类似于火山喷发
④从喷泉产生原理分析——产生压强差
拓展：有色喷泉（不同指示剂）
⑤引发喷泉：挤压胶头滴管，溶液与气体反应
2. N2H4的性质
N2H4（联氨，也叫肼）（N的化合价为－2价，具有强还原性）。
能被氧气、H2O2等氧化→可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等。
笔记：（2023江苏）N2H4中的N原子与H＋形成配位键，N2H4具有还原性（×）
3. 氨的实验室制法
（1）常规方法
（2）实验室制氨的其他方法
方法 化学方程式（或原理） 气体发生装置
加热浓氨水
浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋固体CaO
（1）物理性质：都是无色或白色晶体，绝大多数易溶于水。
（2）化学性质——“三解”
①“热解”——不稳定，受热易分解。
②“碱解”——铵盐都可与碱发生反应生成NH3或NH3·H2O。
铵盐与碱溶液反应的离子方程式：
B题组集训提升能力
题组一　NH3的性质及应用
①用生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体
②在给定的条件下，下列物质间的转化能够实现：N2（g） NH3（g）
Na2CO3（s）
③工业上用氨的催化氧化制备NO（2023·浙江1月选考）
④用碱石灰除NH3中混有的H2O（2023·海南化学）
①③④⑥　
⑤一定体积的氨水和AgNO3溶液进行反应，改变二者的滴加顺序（试剂浓度均为1 mol·L－1），反应现象没有明显差别（2023·湖南化学）
⑥浓氨水可检验氯气管道漏气
⑦氨极易溶于水，所以液氨可用作制冷剂（2023·江苏化学）
B
题组二　NH3的制备
解析：NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期目的；P2O5为酸性氧化物，NH3具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以达到预期目的；NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期目的；CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期目的。
A. 烧瓶壁会变冷，说明存在ΔH＜0的反应
B. 试纸会变蓝，说明有NH3生成，产氨过程熵增
C. 滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明有NH4Cl升华
D. 实验过程中，气球会一直变大，说明体系压强增大
B
解析：NH4Cl和Ba（OH）2·8H2O的反应是吸热反应，所以烧瓶壁变冷，吸热反应ΔH＞0，A错误；试纸会变蓝，说明有NH3生成，反应物都是固体，生成物中有气体，故产氨过程熵增，B正确；滴加浓盐酸后，有白烟产生，说明体系中有氨气，是NH4Cl和Ba（OH）2·8H2O反应产生的，不是NH4Cl的升华，C错误；实验过程中，气球会一直变大，是因为反应产生了气体，但是膨胀以后压强就和外界压强一样了，D错误。
4. （2025·天津模拟）某实验小组拟在实验室模拟工业合成氨，并进行氨的催化氧化。
Ⅰ.实验室模拟合成氨的流程如图：
已知：实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液加热反应制取氮气。
解析：（1）结合已知信息中氮气的实验室制法可知，制取N2的装置为液体加热装置，故选装置a；可用锌和稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热型，故选装置b。
a　
b　
解析：（2）氮气和氢气通过盛有浓硫酸的装置甲，装置甲的作用是将氮气、氢气混合并干燥气体，通过观察气泡产生速度控制氢气和氮气的流速。
干燥气体
根据气泡产生速度控制氢气和氮气的流速　
解析：（4）合成氨的反应是可逆反应，有大量的氮气和氢气未能转化为氨，这样会缓解氨气极易溶于水产生的压强差，不会发生倒吸。
不会　
有大量的氮气和氢气未能转化为氨，这
样会缓解氨气极易溶于水产生的压强差
反应放热　
有红棕色气体生成　
题组三　N2H4的性质
A. 装置②⑥中分别盛装浓硫酸和稀硫酸
B. 无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明从装置④出来的气体中含有水蒸气
D. 加入反应试剂后，先打开K2，待装置④中反应完且冷却至室温，再打开K1排尽装置中的N2H4
D
6. 联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。
－2　
N2H6（HSO4）2
2NH3＋
联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体
7. 某同学进行如下实验：
实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色（pH≈10）→黄色→红色（pH≈2）；试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色（pH≈5）
题组四　铵盐的性质
A. 根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应
B. 根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C. Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的
D. 根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
C
解析：实验Ⅰ中对装有NH4Cl固体的试管加热，湿润的pH试纸颜色变化：由黄色→蓝色（pH≈10）→黄色→红色（pH≈2），说明加热过程中生成了氨气，氨气遇水形成一水合氨，一水合氨为弱碱，使试纸变蓝，同时产生了氯化氢气体，氯化氢极易溶于水形成盐酸，中和了一水合氨，pH试纸恢复到黄色，最后变为红色，该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨气和氯化氢气体，试纸先变蓝后变红，说明氨气扩散的速度比氯化氢快；试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中重新化合生成氯化铵；实验Ⅱ中将饱和氯化铵溶液滴在pH试纸上，试纸颜色变化：黄色→橙黄色（pH≈5），说明氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性，据此分析解答。根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应，故A正确；根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快，故B正确；根据分析，Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的，故C错误；根据试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中重新化合生成氯化铵，则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3，故D正确。
A. 0.01 mol·L－1 B. 0.1 mol·L－1
C. 0.2 mol·L－1 D. 0.02 mol·L－1
B
题组五　喷泉实验
A. 挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开弹簧夹
B. 挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开弹簧夹
C. 用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开弹簧夹
D. 在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开弹簧夹
B
10. 某化学自主实验小组探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
（1）请在B装置中的虚线上描出导管实线图。
（进气管短，出气管长）
观察气泡的
速率，控制混合气体的比例
0.036　
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考点3　硝酸
A基础知识重点疑难
1. 硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味。
笔记：（2024河北）硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时应注意防护和通风（√）
2. 硝酸的化学性质
（1）不稳定性
②硝酸要保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处，不能用橡胶塞。
笔记：（2024浙江6月）HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中（√）
黄　
（2）强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强①。
①与金属②反应
②与非金属反应
③与还原性化合物反应
笔记：①（2023新课标卷）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，后者无明显现象，说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强（×）
②（1）（2023浙江1月）常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2（×）
（2）（2024湖北）王水溶解铂，原因是浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性（×）
（3）与有机化合物反应
①硝化反应（与 反应）
②显色反应：含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。
B题组集训提升能力
题组一　硝酸的性质
1. （2024·湖南化学）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象：
①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色；
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深；
③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色；
④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。
A. 开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B. 锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
D. 铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全
C
解析：①中现象：铜与稀HNO3发生反应生成NO，NO被锥形瓶中的O2氧化成红棕色的NO2；②中现象：该反应为放热反应，随着温度升高，反应速率加快；③中现象：生成的NO2会溶于水转化为HNO3和NO，导致气体颜色变浅；④中现象：反应持续放出热量，生成NO使瓶内气体体积增大，瓶内压强变大，导致长颈漏斗中液面上升，锥形瓶内液面下降，固液分离，反应停止。A项，开始阶段温度较低，铜丝与稀HNO3反应缓慢，铜在稀HNO3中不能钝化，错误；B项，铜与稀HNO3反应生成的气体为NO，错误；C项，生成的NO2会溶于水转化为HNO3和NO，导致气体颜色变浅，正确；D项，反应停止的原因是固液分离，错误。
实验 实验现象
ⅰ 将铜粉加入试管中，再加入稀硝酸 溶液变蓝，液面上方呈浅红棕色；至不再产生气泡时，铜粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 继续向ⅰ中试管加入少量固体NaNO3 又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色
ⅲ 取饱和Cu（NO3）2溶液，加入少量固体NaNO3和铜粉 无明显变化
C
A. HNO3氧化性的强弱与其浓度大小有关
B. ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释
D. 用一定浓度的H2SO4与NaNO3也能使铜粉溶解
2. 硝酸氧化性解读
（3）硝酸中＋5价的N氧化性远大于H＋，所以硝酸与金属反应不生成H2，且金属一般被氧化为高价态，若金属过量且有变价，将生成低价态金属硝酸盐。常温下，Al、Fe遇浓硝酸发生钝化，并非不反应。
（4）金属与浓硝酸反应，先放出NO2气体，后随硝酸浓度变小，放出NO气体；Zn等活泼金属与稀硝酸反应时可能有NO、N2O、N2、NH4NO3等多种还原产物。
①打开弹簧夹，缓慢通入N2，并保持后续反应均在N2氛围中进行；
②加入pH已调至2.5的0.01 mol·L－1 KNO3酸性溶液100 mL，一段时间后铁粉部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解后静置，发现剩余固体表面有少量白色物质附着；
解析：（1）实验前需要对分液漏斗进行检漏。
解析：（2）Fe及反应生成的Fe2＋易被氧化，故通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的目的是排尽装置中的空气，排除空气中的氧气对实验的干扰。
检查分液漏斗是否漏液　
排除空气中的氧气对实验
的干扰
解析：（3）连接好装置后应先检查装置气密性，加入实验药品，通入N2排尽空气且持续通入N2，然后发生反应（加入KNO3酸性溶液），过滤剩余固体，最后检测滤液中成分。则实验步骤的正确顺序为③⑤①②⑥④。
解析：（4）反应开始一段时间后铁粉部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色，说明有Fe2＋生成，结合实验步骤⑥中白色物质在过滤时被空气中的氧气氧化为红褐色[Fe（OH）3]可知，白色物质为Fe（OH）2。
③⑤①②⑥④　
Fe（OH）2　
取一定量的滤液于试管中，加入稀硫酸，溶液
＋5Fe3＋＋4H2O

题组二　硝酸与金属反应的计算
4. 将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
5.824　
5.376　
解析：（2）参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu（NO3）2；另一部分被还原成NO2和 NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。
1.52 mol　

57.8　
解题感悟
硝酸与金属反应中的守恒思想
①N原子守恒:表现酸性的HNO。和表现氧化性的HNO。(转化为NO.NO2)中N原子总物质的量等于反应消耗的HNO3中N原子的物质的量。②得失电子守恒:表现氧化性的HNO。中N原子得电子数等于金属失电子数。③电荷守恒:HNO。过量时反应后溶液中(不考虑OHT):c(NO5)—c(H +)十nc(M"+)
三个守恒
（1）若生成的气体NO、NO2恰好完全溶于NaOH溶液，由于生成物中Na＋与N原子个数比为1∶1，则n（NaOH）＝n（NO2）＋n（NO）。
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考点4　氮及其化合物的相互转化
A基础知识重点疑难
含氮元素物质之间的转化关系
笔记：①②转化中难点是判断反应前后N元素价态的变化，两个理论：歧化反应和归中反应
B题组集训提升能力
题组　氮及其化合物的转化
C. 过程③中c代表的是3H＋＋3e－
D. 过程④中1 mol N2H4参加反应转移6 mol电子
A
A. a的化学性质不活泼，常用作保护气
B. “雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→c→d→e
C. b与e按物质的量之比为1∶1完全反应，所得生成物的水溶液呈中性
D. f既有氧化性，又有还原性
C
解析：题图所示为氮元素的“价—类”二维图，则a、b、c、d、e分别为氮气、氨气、一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮、硝酸，f为含有＋3价氮元素的盐。氮气的化学性质不活泼，常用作保护气，A正确；“雷雨发庄稼”涉及自然固氮，转化过程包含：氮气和氧气在雷电作用下生成一氧化氮，一氧化氮和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸，B正确；b与e按物质的量之比为1∶1完全反应，所得生成物的水溶液为硝酸铵溶液，铵根离子水解使溶液显酸性，C错误；f中氮元素处于中间价态，故既有氧化性，又有还原性，D正确。
3. （2024·北京化学）HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。
解析：（1）浓硫酸难挥发，产物HNO3为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。
难挥发性　
（2）方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。
应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1＞p2，x、y点
转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响　
（3）方法三：研究表明可以用电解法以N2为氨源直接制备HNO3，其原理示意图如图。
反应ⅲ生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更
解析：（4）N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。
N2中存在氮氮三键，键
能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程
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考点5　磷、砷及其化合物
A基础知识重点疑难
1. 磷单质及其化合物
（1）P4①和PH3
笔记：①（2023湖北）红磷使用前洗涤以除去表面杂质（√）。（2024广西）白磷（P4）不溶于水，是因为水是极性分子，P4是非极性分子，常保存于水中，说明白磷密度大于1 g ·cm－3（√）
②（2023海南）P4分子呈正四面体，键角为109 °28 '（×）； （2024广西）分子中每个P原子的孤电子对数均为1 （√）
③如制CH≡CH中混有PH3用CuSO4溶液去除
（2）P2O5
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。
（3）P的含氧酸
①H3PO4
拓展：可根据含氧酸结构中—OH的数目判断含氧酸的种类，如H3PO4分子结构中有3个—OH，能电离出3个H＋，故为三元中强酸。
b.难挥发性酸，可用于制备HBr。
③H3PO2
b.P的化合价为＋1，具有强还原性→常温下，在空气中可逐渐被氧化。
（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）。
笔记：制备时在干燥环境中，通入Cl2需干燥，同时防止外界空气中的H2O进入
2. 砷及其化合物
（1）As： →与N、P同主族，单质性质具有一定的相似性→
①与O2反应：生成As2O3，不能直接得到As2O5。
②与镁反应：生成砷化镁（Mg3As2）。
（2）As2O3
①俗称砒霜，微溶于水生成亚砷酸（H3AsO3），H3AsO3可被过氧化氢氧化成砷酸（H3AsO4）。
笔记：有剧毒
笔记：无机颜料，在不同湿度和光照下会褪色以信息形式考查氧化还原反应
（4）H3AsO4
① →三元弱酸，具有酸的通性。
B题组集训提升能力
题组一　磷及其化合物
1. （2025·郴州检测）次磷酸钠（NaH2PO2）广泛应用于化学镀镍，在生产NaH2PO2的过程中会产生大量废渣[主要含NaH2PO2和CaHPO3，还含有少量Ca（OH）2]，一种回收次磷酸钠以及化学镀镍过程的工艺流程如图所示。
已知：①CaHPO3和Ca（OH）2的Ksp分别为1×10－4和6×10－6；
②H3PO2为一元弱酸，H3PO3为二元弱酸；
③lg 6＝0.8。
A. “趁热过滤”的目的是防止滤渣中的Ca（OH）2溶解
C. 试剂A可以是H3PO3，Na2HPO3是正盐
B
2. （2022·湖北化学）高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸（熔点为42 ℃，易吸潮）可通过市售85％磷酸溶液减压蒸馏除水、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 ℃易形成2H3PO4·H2O（熔点为30 ℃），高于100 ℃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图（夹持装置略）：
回答下列问题：
解析：空气通过氯化钙除水，经过安全瓶后通过浓硫酸除水，然后通过五氧化二磷，干燥的空气流入毛细管对圆底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馏除水、结晶除杂得到纯磷酸。（1）由仪器构造可知，仪器A为圆底烧瓶，仪器B为直形冷凝管，冷凝水应从b口进、a口出，形成逆流冷却，使冷却效果更好。
圆底烧瓶　
b　
解析：（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。
解析：（3）空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液进行搅拌，使其受热均匀，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用。
干燥气体　
溶液沿毛细管上升　
解析：（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局部过热与温度的不可控性，使溶液受热均匀。
使溶液受热均匀
解析：（5）过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入其溶质的晶体时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶。
磷酸晶体　
A. ＜20 ℃ B. 30～35 ℃ C. 42～100 ℃
解析：（6）纯磷酸纯化过程中，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O（熔点为30 ℃），高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸，纯磷酸的熔点为42 ℃，因此过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为30～35 ℃。
B　
解析：（7）磷酸的结构式为 ，分子中含羟基，可与水分子间形成氢键，因此磷酸中少量的水极难除去。
磷酸可与水分子间形成氢键
题组二　砷及其化合物
A. “碱浸”时，温度越高，浸取率越高
B. “碱浸”时，每反应1 mol GaAs，理论上消耗4 mol H2O2
C. 滤渣Ⅲ的成分是SiO2
D. “操作”用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角
B
解析：在砷化镓废料中加入过氧化氢、氢氧化钠碱浸，氧化铁、碳酸钙不反应成为滤渣Ⅰ，GaAs、SiO2和碱反应进入浸出液，浸出液中加入硫酸中和，Ga转化为沉淀、硅转化为硅酸沉淀形成滤渣Ⅱ，滤渣Ⅱ加入稀硫酸溶解Ga的沉淀得到溶液，分离出硅酸沉淀得到滤渣Ⅲ，含Ga溶液经旋流电积得到镓；中和后的滤液经过蒸发浓缩、降温结晶等操作得到Na3AsO4·12H2O。“碱浸”时使用了过氧化氢，过氧化氢不稳定，受热易分解，故反应中温度不能过高，A错误；“碱浸”时，As的化合价由－3价变为＋5价，过氧化氢中氧元素化合价由－1价变为－2价，根据得失电子守恒可知，GaAs～4H2O2，每反应1 mol GaAs，理论上消耗4 mol H2O2，B正确；由分析可知，滤渣Ⅲ的成分是硅酸，C错误；“操作”为蒸发浓缩、降温结晶等，用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台，D错误。
A. 反应Ⅱ中若有0.5 mol As4S4参加反应，转移14 mol电子，则物质a为SO2
B. 从反应Ⅲ可以推出亚砷酸（H3AsO3）的酸酐为As2O3
C. 反应Ⅳ属于非氧化还原反应
D. 反应Ⅰ中，As2S3和Sn2＋恰好完全反应时，其物质的量之比为2∶1
D
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限时跟踪检测
A. 常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸
B. 工业制硝酸过程中的物质转化：NH3 NO HNO3
C. 氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
B
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2. （2025·长沙适应考）《自然·天文学》发表的一篇研究论文称在金星大气中探测到一个只属于磷化氢（PH3）的特征光谱。磷化氢是一种无色、剧毒、易燃的强还原性气体，制备的流程如图所示：
B
A. 通过晶体的X射线衍射实验获得P4分子中∠P—P—P键角为109°28'
B. 1 mol P4与足量浓NaOH溶液反应，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3
C. 次磷酸的分子式为H3PO2，属于三元弱酸
D. 含Ca3P2等杂质的电石制得的乙炔中混有PH3，可用高锰酸钾除去乙炔中的PH3
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3. （2025·赣州摸底）为探究NO2的性质，设计了如下实验。
实验装置
实验操作及现象 ①抽去毛玻璃片后，反应瓶内壁有白色固体物质生成，红棕色气体逐渐变浅，直至无色。
②取白色固体物质溶于水，依次加入稀盐酸、BaCl2溶液，溶液中出现白色沉淀
C
A. 白色固体主要成分为SO3
B. 物质氧化性：浓HNO3＞NO2＞SO3
C. 由实验可知，能用湿润的淀粉－KI试纸鉴别NO2与Br2（g）
D. 实验后的剩余气体可用酸性KMnO4溶液处理，防止污染空气
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解析：毛玻璃片左侧反应生成NO2，右侧反应生成SO2，根据现象①可知NO2与SO2反应会生成SO3和NO，NO为气体，因此白色固体是SO3，取白色固体物质溶于水，依次加入稀盐酸、BaCl2溶液，溶液中出现白色沉淀为硫酸钡。白色固体主要成分是SO3，故A正确；左侧浓硝酸与铜反应生成NO2，则浓硝酸的氧化性强于NO2，NO2与SO2反应生成SO3，NO2的氧化性强于SO3，故氧化性：浓HNO3＞NO2＞SO3，故B正确；NO2与Br2（g）都能将碘离子氧化为碘单质，都能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝，无法鉴别，故C错误；酸性KMnO4溶液具有强氧化性，可以吸收NO，进行尾气处理，故D正确。
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A. ①中固体为NH4Cl
B. 将制得的NH3通入②中，滴入浓盐酸后，②中产生大量白烟
C. 为得到氨水，应选择④作为氨气的吸收装置
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A. 谚语“雷雨发庄稼”中存在转化关系：b→c→d→e
B. 常温下，a和e的水溶液等物质的量反应后溶液的pH＜7
C. 实验室用e的浓溶液与Cu反应制备d，可用排水法收集
D. 一定条件下，b可以转化为a或c，该过程都属于氮的固定
C
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解析：含氮物质的分类与相应氮元素化合价关系如题图所示，可知a是氨气，b是氮气，c是一氧化氮，d是二氧化氮，e是硝酸。谚语“雷雨发庄稼”中存在氮气与空气中氧气在放电条件下反应生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，所以转化关系为b→c→d→e，A正确；常温下，氨气和硝酸的水溶液等物质的量反应生成硝酸铵，由于铵根离子水解呈酸性，所以溶液的pH＜7，B正确；二氧化氮溶于水且能与水反应，不能用排水法收集，C错误；一定条件下，氮气可以转化为氨气或一氧化氮，都是由氮气转化为氮的化合物，该过程都属于氮的固定，D正确。
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a（干燥气体） b（液体）
A NO2 水
B NH3 水
C CO2 饱和NaHCO3溶液
D CH4 溴的水溶液
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A. 先检查装置气密性，加入试剂后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2
B. 关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应
C. 甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应
D. 该实验的缺陷是缺少尾气吸收装置
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解析：先检查装置气密性，加入试剂后，为防止装置中的氧气影响实验结果，需关闭c，打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，故A正确；关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成NO2，NO2通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中溶液无明显变化，说明NO与Fe2＋反应，故B正确；甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明NO2是否与Fe2＋反应，故C错误；实验中未反应的NO2和NO会污染空气，需要加尾气处理装置，故D正确。
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A. 装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性
B. 一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅
C. 注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸生成H2
D. 装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
B
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解析：铜与浓硝酸反应生成红棕色气体二氧化氮和硝酸铜，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；一段时间后抽出铜丝，向装置b注入水，b中气体红棕色变浅，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，B正确；注入水后装置b中铜片表面产生气泡，Cu与稀硝酸反应生成NO气体，C错误；酸性氧化物是指和水反应只生成对应价态的酸，或和碱反应只生成盐和水的氧化物，NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。
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10. （2025·门头沟区一模）化学小组同学探究铜与过量浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因。
资料：ⅰ.铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2，HNO2易分解产生无色气体。
编号 操作 现象
① 分别向2 mL 6 mol·L－1 HNO3和2 mL 6 mol·L－1 NaNO3溶液中通入稳定的NO2气流 HNO3溶液变黄
NaNO3溶液不变黄
② 溶液呈绿色
③ 溶液呈绿色
④ 向实验③所得溶液中加入1 mL浓硝酸 溶液变蓝
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A. 依据实验①，向2 mL 3 mol·L－1 H2SO4通入稳定的NO2气流，溶液可能会变黄
C. 铜与过量浓硝酸反应溶液呈绿色可能原因：浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色，黄色与蓝色叠加呈绿色
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11. （2025·湖南长沙5月三模节选）本实验将氨的制备与性质探究及尾气处理综合在一起进行一体化创新设计，实验装置如图1所示，实验中使用氢氧化钠固体与浓氨水在常温下反应快速制备少量氨，省时高效。
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pH 1 2～3 4～6 7～9 10 11 12～14
紫甘蓝溶液颜色变化 深红 紫红 浅紫 蓝 青 绿 黄
解析：（1）运用常规的水加无色酚酞溶液进行NH3的喷泉实验时，“喷泉”颜色为红色。
红　
不仅可以充分吸收氨气，还能有效防
止倒吸，不需要再加防倒吸装置
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（3）制备NH3的实验步骤
②装入试剂，准备实验。
解析：（3）检查装置气密性：如题图1所示连接好装置，打开开关1，关闭开关2，使整个装置密闭。
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图2
adecbf（或aedcbf）　
作安全瓶，防倒吸　
排尽装置内的空气　
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解析：（4）装置A为氨气的制取、干燥装置，干燥的氨气通过装置C，探究氨气的还原性，多余的氨气用装置D进行尾气处理，为了防倒吸，装置C、D之间要增加装置B用作安全瓶，故仪器接口连接顺序为adecbf（或aedcbf）；为了避免装置内的空气干扰实验，实验开始前，先通一段时间的N2，将装置内的空气排尽。
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0.075 mol Cu2O、0.075 mol Cu　
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12. （2025·四川成都外国语模拟）某实验小组欲探究硝酸氧化草酸溶液的气体产物并测定草酸中碳的含量，设计如图所示装置（加热和仪器固定装置均已略去）。
Ⅱ.控制反应液温度为55～60 ℃，边搅拌边滴加含有适量催化剂的混酸（HNO3与H2SO4）。
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解析：（1）由已知信息Ⅱ可知，要控制装置A中反应液的温度为55～60 ℃，应采用水浴加热。
分液漏斗　
水浴加
热　
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解析：（2）由实验装置图可知，题给装置存在如下缺陷：三颈烧瓶中的温度计未插入反应液中，无法监测反应温度；反应生成的混合气体未从球形干燥管的大口通入，不利于气体的充分干燥；缺少尾气处理装置，有毒的一氧化氮逸出会污染空气。
温度计未插入反应液中；干燥管的连接方向错误；
缺少NO的尾气处理装置
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解析：（3）实验开始一段时间后，仍通入氮气的目的是将装置A中产生的气体全部排出三颈烧瓶，使这些气体被Ba（OH）2浓溶液充分吸收，提高对草酸中碳含量的测定的准确度。
将装置A中产
生的气体全部排出三颈烧瓶，使其被Ba（OH）2浓溶液充分吸收
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a.滴加混酸不宜过快
b.在实验开始之前，排尽装置中的CO2气体
c.球形干燥管中的试剂换成无水CaCl2
d.装置D中的溶液换成澄清的饱和Ca（OH）2溶液
挤压针筒，若装置C中气
体由无色变为红棕色，说明有NO生成
ab　
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解析：（5）滴加混酸不宜过快才能保证生成的CO2与Ba（OH）2浓溶液充分反应，提高对草酸中碳含量的测定的准确度，a符合题意；在实验开始之前，排尽装置中的CO2气体，保证装置D中的沉淀全由草酸反应产生的CO2转化而来，能提高对草酸中碳含量的测定的准确度，b符合题意；球形干燥管中的试剂换成无水CaCl2不能改变进入装置D中的CO2的量，不能提高对草酸中碳含量的测定的准确度，c不符合题意；装置D中的溶液换成澄清的饱和Ca（OH）2溶液，Ca（OH）2的溶解度较小，不能充分吸收CO2，会导致草酸中碳含量的测定值偏小，d不符合题意。
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解析：（6）在实验操作规范的条件下，实验测得草酸中碳的含量比实际的大，可能因为装置A加入的混酸中硫酸浓度过大，浓硫酸被草酸还原生成的SO2，也可以与Ba（OH）2浓溶液反应产生亚硫酸钡沉淀，使测得的沉淀的质量偏大，导致测得的草酸中碳的含量比实际的大。
混酸中硫酸浓度过大，浓硫酸被草酸还原产生的SO2也会被装置D中的Ba（OH）2
浓溶液吸收生成沉淀
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