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微专题29 非金属及其化合物制备流程与实验探究（Si、N、P、As）
1．（2023·山东·统考高考真题）三氯甲硅烷 是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点
为 ，熔点为 ，易水解。实验室根据反应 ，利用如下装置制备
粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题：
(1)制备 时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入 ，一段时间后接通
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为 ；判断制备反应结束的实验现象是 。图示装置存在的两
处缺陷是 。
(2)已知电负性 在浓 溶液中发生反应的化学方程式为 。
(3)采用如下方法测定溶有少量 的 纯度。
样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：① ，② (填操作名
称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为 ，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为
(填标号)。测得样品纯度为 (用含 、 的代数式表示)。
【答案】(1) 检查装置气密性 当管式炉中没有固体剩余时 C、D之间没有干燥装置，没有处
理氢气的装置
(2)SiHCl +5NaOH =Na SiO +3NaCl+H ↑+2H O
3 2 3 2 2
(3) 高温灼烧 冷却 AC
【解析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后，在管式炉中和硅在高温下反应，生成三氯甲硅烷和氢气，由于三
氯甲硅烷沸点为31.8℃，熔点为 ，在球形冷凝管中可冷却成液态，在装置C中收集起来，氢气则
通过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体，据此解答。
（1）制备SiHCl 时，由于氯化氢、SiHCl 和氢气都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置气密性，然
3 3
后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中，通入氯化氢气体，排出装置中的空气，一段时候后，接通冷凝装置，
加热开始反应，当管式炉中没有固体剩余时，即硅粉完全反应，SiHCl 易水解，所以需要在C、D之间加一
3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】个干燥装置，防止D中的水蒸气进入装置C中，另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气，需要在D后面加处理氢
气的装置，故答案为：检查装置气密性；当管式炉中没有固体剩余时；C、D之间没有干燥装置，没有处理
氢气的装置；
（2）已知电负性Cl＞H＞Si，则SiHCl 中氯元素的化合价为-1，H元素的化合价为-1，硅元素化合价为+4，
3
所以氢氧化钠溶液和SiHCl 反应时，要发生氧化还原反应，得到氯化钠、硅酸钠和氢气，化学方程式为：
3
SiHCl +5NaOH =Na SiO +3NaCl+H ↑+2H O，故答案为：SiHCl +5NaOH =Na SiO +3NaCl+H ↑+2H O；
3 2 3 2 2 3 2 3 2 2
（3）m g样品经水解，干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，在干燥器中冷却后，称量，所用
1
仪器包括坩埚和干燥器，所得固体氧化物为二氧化硅，质量为m g，则二氧化硅的物质的量为n(SiO )=
2 2
，样品纯度为 = ，故答案为：高温灼烧；冷却；AC；
。
2．（2023·湖北·统考高考真题）利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：
下列操作错误的是
A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B．将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气
C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化
D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集
【答案】C
【解析】A．红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，因此红磷在使用前应洗涤，A
正确；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完
全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B正确；
C．若从a口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此时可以将冷
凝水充满冷凝管，C错误；
D．白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，D
正确；
故答案选C。
一、硅及其化合物
1.牢记几种物质的重要用途:
Si——半导体材料、太阳能电池板。
SiO ——光导纤维。
2
H SiO ——硅胶可用作干燥剂。
2 3
Na SiO (水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料。
2 3
2.熟记7个主要反应:
①Si+2OH-+H O
SiO2-
+2H ↑;
2 3 2
②SiO +2OH-
SiO2-
+H O;
2 3 2
③SiO +2C Si+2CO↑;
2
④SiO +4HF SiF ↑+2H O;
2 4 2
⑤SiO2-
+2CO (足量)+2H O H SiO
↓+2HCO-
;
3 2 2 2 3 3
⑥Na CO +SiO Na SiO +CO ↑;
2 3 2 2 3 2
⑦CaCO +SiO CaSiO +CO ↑。
3 2 3 2
二、工业生产单质硅过程中应注意的问题
①用焦炭还原SiO ，产物是CO而不是CO 。
2 2
②粗硅中含碳等杂质，与Cl 反应生成的SiCl 中也含CCl 等杂质，经过分馏提纯SiCl 后，再用H 还原，得
2 4 4 4 2
到高纯度硅。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】一、硅的工业制法及提纯
――→――→――→
涉及的化学方程式：
①SiO ＋2C=====Si＋2CO↑。
2
②Si＋2Cl =====SiCl 。
2 4
③SiCl ＋2H =====Si＋4HCl。
4 2
目前处于世界主流的传统提纯工艺主要有两种：改良西门子法和硅烷法，它们统治了世界上绝大部分的多
晶硅生产线，是多晶硅生产规模化的重要级数。在此主要介绍改良西门子法。改良西门子法是以HCl（或
H ，Cl ）和冶金级工业硅为原料，在高温下合成为SiHCl ，然后通过精馏工艺，提纯得到高纯SiHCl ，最后
2 2 3 3
用超高纯的氢气对SiHCl 进行还原，得到高纯多晶硅棒。主要工艺流程如图下图所示。
3
工艺主要包括：SiHCl 的合成、SiHCl 的提纯及SiHCl 还原制备高纯硅。
3 3 3
二、硝酸工业制法的反应原理
(1)NH 在催化剂作用下与O 反应生成NO
3 2
4NH ＋5O =====4NO＋6H O。
3 2 2
(2)NO进一步氧化生成NO
2
2NO＋O ===2NO 。
2 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(3)用水吸收NO 生成HNO
2 3
3NO ＋H O===2HNO ＋NO。
2 2 3
三、磷及其化合物
1.五氧化二磷
五氧化二磷单斜晶系，白色粉末状，在300℃时升华，有很强的吸水性，在空气中易潮解，有腐蚀性。五
氧化二磷可从很多物质中夺取化合态的水，使其脱水；与有机物接触，会发生燃烧。
P O +6H SO =6SO +4H PO
4 10 2 4 3 3 4
P O +12HNO =6N O +4H PO
4 10 3 2 5 3 4
2.磷的含氧酸
磷有多种含氧酸，常见的有如下几种。
（1）正磷酸
正磷酸经强热会发生脱水作用时，可以生成焦磷酸、三磷酸、偏磷酸或者四偏磷酸。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】四偏磷酸
多磷酸是磷酸的缩合酸，可以是链状的，也可以环状的。
（2）偏磷酸
偏磷酸的化学式为HPO3，透明的玻璃状物质，易溶于水，在水溶液中逐渐转为磷酸。
HPO +H O=H PO
3 2 3 4
常见的偏磷酸有三聚偏磷酸(HPO ) 和四聚偏磷酸(HPO ) ，
3 3 3 4
可磷酸高温脱水制得；也可由五氧化二磷与适量冷水制得。
（3）亚磷酸
亚磷酸是无色固体，易溶于水，其浓溶液受强热时会发生歧化反应。
△
4H PO===== 3H PO +PH
3 4 3 4 3
亚磷酸是一个中强二元酸，亚磷酸及其盐在水溶液中都是强还原剂，很容易将Ag+还原为金属银；也能将
热浓硫酸还原为二氧化硫。
（4）次磷酸
在次磷酸钡溶液中加入硫酸，可得到次磷酸。
Ba(H PO ) +H SO =2H PO +BaSO
2 2 2 2 4 3 2 4
次磷酸是一个中强一元酸，分子中的磷原子直接与两个氢原子键合。
H PO H++ ，K=1.0×10-2
3 2 a
次磷酸及其盐都是还原剂。
（5）磷化氢
磷化氢可由金属磷化物与水作用制得；也可由白磷与碱溶液制得。
Ca P +6H O=3Ca(OH) +2PH ↑
3 2 2 2 3
4P+3NaOH+3H O=PH ↑+3NaH PO
2 3 2 2
磷化氢是一种较强的还原剂，能将铜、银、金等金属从其盐中还原出来。
4CuSO +PH +4H O=H PO +2H SO +8Cu
4 3 2 3 4 2 4
6AgNO +PH +3H O=H PO +6HNO +6Ag
3 3 2 3 3 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】四、砷及其化合物
以白砷（三氧化二砷，俗称砒霜）为原料制取高纯砷
1.原料为含三氧化二砷99％以上的粗白砷。生产流程由升华提纯、盐酸溶解、三氯化砷精馏和水解后用高
纯氢还原等过程组成。
2.砷化氢是无色有毒气体，不稳定，可发生可逆反应
2AsH ===2As+3H
3 2
3.砷化氢是强还原剂，很容易被氧化 与氧气反应（自燃）
2AsH +3O === As O +3H O
3 2 2 3 2
4.砷化氢与氨气不同，一般不显碱性，AsH3可以用于半导体材料砷化镓 在700-900摄氏度，化学气相沉
积
AsH +Ga（CH ） ====GaAs +3CH
3 3 3 4
5.三氧化二砷是毒性很强的物质，砒霜的主要成分，可用于治疗癌症，是两性氧化物
As O +6NaOH===2Na AsO +3H O
2 3 3 3 2
As O +6HCl===2AsCl +3H O
2 3 3 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】1．（2023·湖北·统考高考真题）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂 粗硅 高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和 应充分去除水和氧气
D．生成 的反应为熵减过程
【答案】B
【解析】A. 和 在高温下发生反应生成 和 ，因此，制备粗硅的反应方程式为
，A说法正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2
个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为 ，B说法错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化； 在高温下遇到氧气能发生反应生成水，
且其易燃易爆，其与 在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和 应充分去除水和氧气 ，C
说法正确；
D. ，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成 的反应为熵减过程，
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】D说法正确；
综上所述，本题选B。
2．（2022·天津·统考高考真题）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化
转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是
A．甲是空气中体积分数最大的成分 B．乙是引起温室效应的气体之一
C．反应(Ⅰ)在常温下容易发生 D．反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
【答案】C
【解析】A．甲是氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；
B．乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；
C．由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；
D．一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化
剂，故D正确。
综上所述，答案为C。
3．（2022·重庆·统考高考真题）工业上用N 和H 合成NH ，N 代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的
2 2 3 A
是
A．消耗14gN 生成NH 分子数为2 N
2 3 A
B．消耗1molH ，生成N－H键数为2 N
2 A
C．生成标准状况下22.4LNH ，电子转移数为2 N
3 A
D．氧化1molNH 生成NO，需O 分子数为2 N
3 2 A
【答案】B
【解析】A．由方程式可知，消耗14g氮气生成氨气的分子数为 ×2×N mol—1=N ，故A错误；
A A
B．由方程式可知，消耗1mol氢气生成N－H键数为1mol× ×3×N mol—1=2N ，故B正确；
A A
C．由方程式可知，生成标准状况下22.4L氨气，反应电子转移数为 ×3×N mol—1=3N ，故C错误；
A A
D．由得失电子数目守恒可知，1mol氨气与氧气反应生成一氧化氮，需氧气分子数为1mol× ×N mol—
A
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】1=1.25N ，故D错误；
A
故选B。
4．（2023·湖南郴州·统考三模）亚砷酸钠( )，易溶于水，主要用作杀虫剂、防腐剂、分析试剂等。
利用 (分子结构如图)制备亚砷酸钠涉及以下反应： 。下列
说法错误的是
A． 的电子式为
B．砷的原子结构示意图为
C． 中所含元素的电负性由大到小的顺序为N>O>H>As
D． 中阳离子的空间结构为正四面体形
【答案】C
【解析】A． 是共价化合物，电子式为 ，A正确；
B．砷的原子序数33，位于元素周期表的第四周期第ⅤA族，其原子结构示意图为 ，B正确；
C．同周期主族元素，电负性从左到右逐渐增大，从上到下逐渐减小，电负性大小：O>N>As>H，C错误；
D． 中，中心N原子为 杂化，不含孤电子对，空间结构为正四面体形，D正确；
故选C。
1．（2023·全国·统考高考真题）根据实验操作及现象，下列结论中正确的是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】选
实验操作及现象 结论
项
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 稀硝酸的氧化性比
A
现象 浓硝酸强
取一定量 样品，溶解后加入 溶液，产生白色沉淀。加入浓
B 此样品中含有
，仍有沉淀
将银和 溶液与铜和 溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金 的金属性比
C
属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝 强
溴与苯发生了加成
D 向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅
反应
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．常温下，铁片与浓硝酸会发生钝化，导致现象不明显，但稀硝酸与铁不发生钝化，会产生气
泡，所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，A错误；
B．浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根，仍然产生白色沉淀，所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫
酸根，B错误；
C．铜比银活泼，在形成原电池过程中，做负极，发生氧化反应，生成了铜离子，导致溶液变为蓝色，所
以该实验可以比较铜和银的金属性强弱，C正确；
D．向溴水中加入苯，苯可将溴萃取到上层，使下层水层颜色变浅，不是溴与苯发生了加成反应，D错误；
故选C。
2．（2023·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是
A．图①装置可用于制取并收集氨气
B．图②操作可排出盛有 溶液滴定管尖嘴内的气泡
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大
D．图④装置盐桥中阳离子向 溶液中迁移
【答案】C
【解析】A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨
气，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法制备氨气，故A错误；
B．高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管在，不能盛放在
碱式滴定管中，故B错误；
C．配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，故C
正确；
D．由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，
故D错误；
故选C。
3．（2023·山东·统考高考真题）实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时，对应关系错误的是
A．稀盐酸：配制 溶液
B．稀硫酸：蔗糖和淀粉的水解
C．稀硝酸：清洗附有银镜的试管
D．浓硫酸和浓硝酸的混合溶液：苯的磺化
【答案】D
【解析】A．实验室配制AlCl 溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3+水解，A不合题意；
3
B．蔗糖和淀粉的水解时常采用稀硫酸作催化剂，B不合题意；
C．清洗附有银镜的试管用稀硝酸，反应原理为：3Ag+4HNO (稀)=3AgNO +NO↑+2H O，C不合题意；
3 3 2
D．苯的磺化是苯和浓硫酸共热，反应生成苯磺酸的反应，故不需要用到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，D符
合题意；
故答案为：D。
4．（2023春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习）铁盐法是处理含砷废水的主要方法，已知
比 毒性大且不易沉降，砷(V)酸铁、砷(V)酸钙的溶解度很小。以下是硫酸厂酸性含砷(Ⅲ)废水
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】的处理步骤：
(1)向含砷废水中加入消石灰，调节废水的pH至5~6，过滤后再加入一定量绿矾，得到混合溶液；
(2)向上述混合溶液中加入高浓度双氧水作为氧化剂，搅拌，至溶液由无色透明液变为黄褐色浑浊液；
(3)待步骤(2)完成后，加入碱调节反应后的混合溶液pH至7~9，出现大量褐色沉淀，搅拌充分反应后，静
置、过滤、回收滤渣，检测滤液中砷含量，达标外排。
下列说法正确的是
A．步骤(1)中过滤出的滤渣主要是
B．步骤(2)中双氧水的作用只是将三价砷氧化为五价砷
C．步骤(2)中双氧水可用 代替
D．步骤(3)中，工业上调节反应后的混合溶液pH所用碱最好是
【答案】C
【解析】A．由题给信息可知，As(Ⅲ)比As(V)毒性大且不易沉降可知，向含砷废水中加入消石灰的目的是
中和溶液中的硫酸，调节溶液的pH，则亚砷酸根离子应在滤液中，过滤得到的滤渣为硫酸钙，故A错误；
B．由题意可知，步骤(2)中双氧水的作用是将溶液中的三价砷氧化为五价砷，同时将亚铁离子氧化为铁离
子，使反应生成的铁离子与砷酸根离子生成难溶的砷酸铁沉淀，故B错误；
C．高铁酸钾具有强氧化性，也能将溶液中的三价砷氧化为五价砷，同时将亚铁离子氧化为铁离子，达到
生成砷酸铁沉淀的目的，故C正确；
D．由题给信息可知，步骤(3)中，工业上调节反应后的混合溶液pH所用碱最好选用廉价易得的氢氧化钙，
目的是调节溶液pH的同时，还能将溶液中的砷酸根离子转化为砷(V)酸钙，提高处理废水的效果，故D错
误；
故选C。
5．（2023·江苏扬州·统考三模）检验微量砷的原理为
。 常温下为无色气体。下列说法正确的是
A．As的基态核外电子排布式为 B． 的空间构型为平面三角形
C．固态 属于共价晶体 D． 既含离子键又含共价键
【答案】B
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【解析】A．As的基态核外电子排布式为 ，A错误；
B． 的中心原子N的价层电子对数为3，没有孤电子对，中心原子N的杂化类型为sp2，空间构型为平
面三角形，B正确；
C．固态 属于分子晶体，C错误；
D． 只含共价键，D错误；
故选B。
6．（2023春·河北邢台·高三校联考阶段练习）硅的提纯是电子工业一项十分重要的工作，可用粗硅与干燥
的 气体反应制 (其中含有 、 )， 与过量 在 反应制得纯硅。有关
物质的物理常数见下表：
物质
沸点/ 57.7 12.8 33.0
熔点/
回答下列问题：
(1)基态 原子核外电子共有 种运动状态；粗硅与 反应完全后的混合物冷却到标准状况，可通
过 (填写操作名称)提纯得到 。
(2)已知在有 存在的条件下，硅可以和浓硝酸反应生成六氟合硅酸 ，该反应的化学方程式为
。
(3)实验室可以采用如图装置(夹持、尾气处理装置及部分加热装置均略去)用 与过量干燥 反应制取
纯硅。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】①仪器a的名称为 ，装置B中的试剂为 。
②将装置C水浴加热，该加热方式的优点是 。
③为保证实验安全，加热装置D前必须完成的操作是：ⅰ.检验装置的气密性；ⅱ. ，该装置中发生
反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 14 蒸馏
(2)
(3) 分液漏斗 浓硫酸 加热均匀，便于控制温度使 气化 检验氢气的纯度或先滴加
稀硫酸，产生氢气，排净装置中的空气
【解析】（1）基态Si原子有14个核外电子，则共有14种运动状态；得到的混合物中各物质的沸点不同，
可通过蒸馏提纯得到SiHCl 。
3
（2）在HF存在的条件下，硅可以和浓硝酸发生氧化还原反应，该反应的化学方程式为Si+4HNO (浓)
3
+6HF=H SiF +4NO ↑+4H O。
2 6 2 2
（3）装置A中Zn和稀硫酸反应产生H ；装置B的作用是干燥H ；装置C的作用是气化SiHCl 和混合H 和
2 2 3 2
SiHCl 气体；装置D中SiHCl 与干燥H 反应，得到纯Si。
3 3 2
①仪器a的名称为分液漏斗，装置B中的试剂为浓硫酸；②水浴加热可以使得加热均匀，便于控制温度使
SiHCl 气化；③加热装置D前需检查装置的气密性和排出装置中的空气，保证H 具有高纯度，则第ⅱ步为
3 2
检验氢气的纯度或先滴加稀硫酸，产生氢气，排除装置中的空气，该装置中发生反应的化学方程式为
。
7．（2023·全国·高三专题练习）已知：P (白磷)+3NaOH+3H O NaH PO +PH ↑。PH 有强还原性，是无色、
4 2 2 2 3 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】有毒且能自燃的气体。某同学用如图所示装置制取少量NaH PO ，相关操作步骤(不是正确顺序)为①打开
2 2
K，先通入N 一段时间；②向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷；③检查装置气密性；④打开K，再通入N 一段
2 2
时间；⑤关闭K，打开磁力搅拌器加热至50~60℃，滴加NaOH溶液。
请回答下列问题：
(1)装置B的作用是 。
(2)写出该装置中的一处明显错误： 。
(3)该实验操作步骤的正确顺序是 (填标号)。
(4)先通入N 一段时间的目的是 。
2
(5)向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷，其中加入丁醇的主要目的是 。
(6)PH 在装置C中可被氧化成磷酸，该反应的化学方程式为 ，装置D的作用为 。
3
(7)取产品mg溶于稀硫酸配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，然后用0.02mol/LKMnO 标准溶液滴定，
4
滴定终点的现象是 ；达到滴定终点时消耗VmLKMnO 标准溶液，则产品的纯度为 %(用含m、
4
V的代数式表示)。
【答案】(1)防倒吸
(2)装置C中应长导管进，短导管出
(3)③②①⑤④
(4)排尽装置内的空气，防止PH 自燃引起爆炸
3
(5)作分散剂，使反应物充分混合，加快反应速率
(6) PH +4NaClO=H PO +4NaCl 检验PH 是否被吸收干净
3 3 4 3
(7) 滴入最后半滴KMnO 标准溶液后，溶液由无色变为红色，且半分钟内不褪色
4
【解析】（1）装置B为安全瓶，作用是防倒吸；
（2）该装置中的一处明显错误是装置C中应长导管进，短导管出；
（3）由题意可知，该实验操作步骤的正确顺序是③检查装置气密性，实验中有气体生成，防止装置漏气；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】②向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷；①打开K，先通入 一段时间，排尽装置中的空气，防止 自燃引起
爆炸；⑤关闭K，打开磁力搅拌器加热至50~60℃，滴加NaOH溶液，NaOH和白磷反应制取少量 ；
④打开K，再通入 一段时间，排尽滯留在装置中的 ；
（4）PH 有强还原性，是无色、有毒且能自燃的气体，先通入N 一段时间的目的是排尽装置内的空气，防
3 2
止PH 自燃引起爆炸；
3
（5）向三颈烧瓶中加入丁醇和白磷，其中加入丁醇的主要目的是作分散剂，使反应物充分混合，加快反
应速率；
（6）PH 在装置C中可被氧化成磷酸，该反应的化学方程式为PH +4NaClO=H PO +4NaCl，装置D的作用为
3 3 3 4
检验PH 是否被吸收干净；
3
（7） 溶液为紫红色，滴定终点的现象是滴入最后半滴 标准溶液后，溶液变为红色，且半
分钟内不褪色。 和 反应生成 和 ，根据得失电子守恒可得关系式：
，则 mol，产品的纯
度为 。
8．（2023·河南郑州·统考三模）砷酸铜是一种蓝色粉末，难溶于水和酒精，广泛应用于木材防腐剂。某化
工厂以硫化砷废渣(主要成分为As S ，含少量的Sb、Bi)为原料制备砷酸铜的工艺流程如图所示：
2 3
请回答下列问题：
(1)Cu (AsO ) 中As的化合价为 。
3 4 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(2)“粉碎”的目的是 。
(3)“碱浸”时，在加热条件下As S 中硫元素被氧化为 ，反应的离子方程式为 。
2 3
(4)“沉砷”后滤液中主要含有 ，该物质可循环利用到 步骤中。
(5)“滤渣“的成分是 。
(6)“转化”时发生的化学方程式为 。
(7)该化工厂实验员称取100g硫化砷废渣(As S 质量分数为73.8%)，粉碎后通空气并加入NaOH溶液，得到
2 3
1L的悬浊液，测得碱浸后的滤液中Na AsO 的浓度为0.45mol·L-1，该实验员检测砷的浸出率为 。
3 4
【答案】(1)+5
(2)增大反应物接触面积，提高碱浸速率和原料转化率
(3)As S +7O +12OH-=2AsO +3 +6H O
2 3 2 2
(4) NaOH 碱浸
(5)硫酸钙或CaSO
4
(6)3CuSO +2H AsO +6NH ·H O=Cu (AsO ) +3(NH ) SO +6H O
4 3 4 3 2 3 4 2 4 2 4 2
(7)75％
【解析】硫化砷废渣(主要成分为As S ，含少量的Sb、Bi)粉碎后碱浸，硫化神渣中 As S 与 NaOH、空气中
2 3 2 3
的O 反应生成 Na AsO 、Na SO 和H O，Sb、Bi不与 NaOH反应，过滤后在浸出渣中，Na AsO 和Na SO
2 3 4 2 4 2 3 4 2 4
在滤液中，滤液中加CaO“沉砷”，Na AsO 与CaO、水反应生成Ca (AsO ) 沉淀，过滤后，NaOH和 Na SO
3 4 3 4 2 2 4
在滤液中，Ca (AsO ) 在滤渣中，往Ca (AsO ) 中加稀H SO 生成H AsO 和 CaSO 沉淀，过滤后H AsO 和一
3 4 2 3 4 2 2 4 3 4 4 3 4
水合氨、硫酸铜溶液反应生成Cu (AsO ) 。
3 4 2
（1）由化合价代数和为零可知，Cu (AsO ) 中As的化合价为+5。
3 4 2
（2）“粉碎”的目的是增大反应物接触面积，提高碱浸速率和原料转化率。
（3）“碱浸”时，在加热条件下As S 中硫元素被氧化为 ，As元素被氧化为AsO 中，根据得失电子
2 3
守恒和电荷守恒配平离子方程式为：As S +7O +12OH-=2AsO +3 +6H O。
2 3 2 2
（4）由分析可知，“沉砷”后滤液中主要含有NaOH和Na SO ，“碱浸”步骤中也用到NaOH，NaOH可
2 4
循环利用到碱浸步骤中。
（5）由分析可知，“滤渣“的成分是硫酸钙或CaSO 。
4
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（6）沉淀转化实质上是CuSO 与 NH ·H O反应生成的Cu(OH) 和H AsO 反应生成了更难溶的Cu (AsO ) ，化
4 3 2 2 3 4 3 4 2
学方程式为：3CuSO +2H AsO +6NH ·H O=Cu (AsO ) +3(NH ) SO +6H O。
4 3 4 3 2 3 4 2 4 2 4 2
（7）悬浊液中As S 的物质的量为 =0.3 mol，悬浊液中As元素的物质的量为
2 3
0.3mol×2=0.6mol，浸出液中Na AsO 的物质的量为0. 45mol/L×1L=0.45mol，则砷的浸出率为
3 4
=75％。
1．（2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习）黄砷( )与白磷( )的结构类似(如图所示)，
以下叙述正确的是
A．黄砷的熔点高于白磷 B．黄砷中共价键键能大于白磷
C．两者都是共价化合物 D．两者都含有极性共价键
【答案】A
【解析】A．黄砷和白磷均属于分子晶体，且不含分子间氢键，黄砷相对分子质量大，范德华力大，熔沸
点高，故A正确；
B．As与P属于同一主族，As的半径大于P，因此As-As键长大于P-P键长，As-As键能小于P-P键能，故B
错误；
C．两者均属于单质，不属于化合物，故C错误；
D．两者都含有非极性共价键，故D错误；
答案为A。
2．（2023春·湖南常德·高三常德市一中校考阶段练习）雌黄(As S ，其结构如下图所示)是提取砷的主要矿
2 3
物原料，As S 和HNO 有如下反应： 下列说法错误
2 3 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】的是
A．AsO 的空间构型为正四面体形
B．As S 中只含有极性键，且为非极性分子
2 3
C．该分子中所有原子均采用sp3杂化
D．生成0.5mol H AsO ，则反应中转移电子的物质的量为5mol
3 4
【答案】D
【解析】A． 中根据价电子互斥理论孤对电子数为 ，As原子为sp3杂化，空间构
型为正四面体形，A正确；
B． 结构如图 ，只含有极性键，正负电荷中心重合，为非极性分子，B正确；
C．As S 中As有3个σ键且有1个孤电子对，为sp3杂化，S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，
2 3
杂化类型为sp3，C正确；
D．反应 生成2molH AsO ，转移10mol电子，生成
3 4
，则反应中转移电子的物质的量为2.5mol，D错误；
故选D。
3．（2023春·福建宁德·高二福建省福安市第一中学校联考期中）黄砷 与白磷 的结构类似(如图所
示)，以下叙述正确的是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．黄砷的熔点高于白磷 B．两者都易溶于水
C．黄砷中共价键键能大于白磷 D．分子中As原子采取 杂化
【答案】A
【解析】A．黄砷(As )与白磷( P )形成的晶体都为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，则
4 4
熔点越高，黄砷的熔点高于白磷，选项A正确；
B．黄砷 与白磷 均为非极性分子，水分子为极性分子，根据相似相溶原理，两者都不易溶于水，
选项B错误；
C．原子半径As>P，键长越大，键能越小，黄砷中共价键键能小于白磷，选项C错误；
D．分子中As上有1对孤电子对和3个成键电子对，则As原子的杂化方式为sp3，选项D错误；
答案选A。
4．（2023·湖北黄冈·黄冈中学校考三模）ChatGPT是史上月活用户增长最快的消费者应用。下列说法中不
正确的是
A．硅晶片是生产芯片的基础材料
B．芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该过程涉及化学变化
C．硅在自然界中主要以单质形式存在
D．硅是应用最广泛的半导体材料
【答案】C
【解析】A．硅晶片是优良的半导体材料，是生产芯片的基础材料，故A正确；
B．光敏树脂在曝光条件下成像时有新物质生成，属于化学变化，故B正确；
C．硅元素是亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，不存在硅单质，故C错误；
D．硅是优良的半导体材料，可用于制造和生产芯片，故D正确；
故选C。
5．（2023·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）黑砷在催化电解水方面受到关注，其晶体结构如图所
示，与石墨类似。下列说法正确的是
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．黑砷中As—As键的强度均相同
B．黑砷与C 都属于混合型晶体
60
C．黑砷与石墨均可作为电的良导体
D．黑砷单层中As原子与As—As键的个数比为2∶3
【答案】CD
【解析】A．根据图知，黑砷中存在的As−As键的键长不同，则键能不同，故A错误；
B．C 属于分子晶体，黑砷晶体结构类似于石墨，石墨晶体中既有共价键，又有金属键，还有范德华力，
60
为混合晶体，所以黑砷属于混合晶体，故B错误；
C．黑砷晶体结构与石墨类似，石墨是电的良导体，则黑砷能也是电的良导体，故C正确；
D．根据图知，黑砷晶体每层原子之间组成六元环结构，一个正六边形有6个As,每个As相邻的3个As以
As−As相结合，既A每个As属于3个正六边形，实际属于这个正六边形的As原子数为 ，同理，一
个正六边形六条边，但每个As−As属于相邻两个正六边形，则实际属于这个正六边形的As−As为 ，
故黑砷单层中As原子与As−As键个数比为2：3，故D正确；
故答案选CD。
6．（2022·四川绵阳·盐亭中学校考一模）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 (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下(夹持装置略)：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】回答下列问题：
(1)空集气瓶的作用 。B的进水口为 (填“a”或“b”)。
(2) 的作用是 。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止 ，还具有搅拌和加速水逸出的作用。
(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是 。
(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入 促进其结晶。
(6)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 (填标号)。
A． B． C．
(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是 。
【答案】(1) 安全瓶 b
(2)干燥气体
(3)防止暴沸
(4)使溶液受热均匀
(5)磷酸晶体
(6)B
(7)磷酸分子中含羟基，可与水分子间形成氢键
【解析】空气通过氯化钙除水，经过安全瓶后通过浓硫酸干燥除水，然后通过五氧化二磷，干燥的空气流
入毛细管对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）
空集气瓶的作用是安全瓶；由仪器构造可知，仪器A为圆底烧瓶，仪器B为直形冷凝管，泠凝水应从b口
进、a口出，形成逆流冷却，使冷却效果更好。
（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。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】（3）
空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液防止暴沸，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用。
（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温度
过快升高与温度的不可控性，使溶液受热均匀。
（5）
过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动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。
（6）
纯磷酸纯化过程中，温度低于 易形成 (熔点为 )，高于 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 42℃，这个区间内答案选B。
（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。
7．（2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习）雄黄(As S )和雌黄(As S )是提取砷的主要矿物
4 4 2 3
原料，二者在自然界中共生。
Ⅰ.雄黄(As S )的制备。
4 4
(1) 和 在盐酸中反应转化为 和 并放出 气体(反应前后硫元素化合价不变)。若
和 恰好完全反应， 和 的物质的量之比为 。
(2)上述反应中的被氧化元素是 ，反应产生的气体可用 吸收，若产生的 气体
(标况下测定)，则转移电子数为 。
Ⅱ.雌黄(As S )的性质。
2 3
和 有如下反应：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(3)请用单线桥法标出上述反应的电子转移 。
(4)若生成 ，反应产物 与 (标准状况)混合后用水吸收恰好全部转化成浓 ，需要
L(标准状况下)。然后浓 与过量的碳加热进行反应，所产生的 的量 。(填选项)
a．小于 b．等于 c．大于 d．无法确定
(5)已知 为直线型极性分子，该分子中含有 。(填选项)
a．极性共价键 b．非极性共价键 c．离子键 d．金属键
【答案】(1)根据电子得失守恒知1mol As S 作氧化剂得到2mol电子,而1mol SnCl 作还原剂失去2mol电子，
2 3 2
所以二者的物质的量之比是1∶2；
(2) Sn NaOH溶液 0.8N
A
(3)
(4) 56 a
(5)ab
【解析】（1）根据电子得失守恒知1mol As S 作氧化剂得到2mol电子,而1mol SnCl 作还原剂失去2mol电
2 3 2
子，所以二者的物质的量之比是1∶2；
（2）上述反应中， 中Sn由+2价变为+4价，则钡氧化的元素为Sn；由题意可知，该反应生成硫化氢，
可以和氢氧化钠反应，故反应产生的气体可用NaOH溶液吸收；该反应的方程式为：
，该反应转移4个电子， 的硫化氢的物质的量为：
=0.4mol，则若产生的 气体 (标况下测定)，则转移电子数0.4×2=0.8N ；
A
（3）As元素化合价由+3价升高到+5价，S元素化合价由-2价升高到0价，硝酸根中N由+5价变为+4价，
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】则用单线桥法标出上述反应的电子转移为 ；
（4）根据方程式 可知若生成 ，则生成
10mol，根据方程式4NO₂+2H₂O+O₂=4HNO₃，则需要氧气2.5mol，体积为56L；生成硝酸10mol，根据
方程式 C+4HNO (浓) CO ↑+4NO ↑+2 H O，随着反应进行，浓硝酸变稀，反应停止，则生成二氧化碳的
3 2 2 2
物质的量小于2.5mol，则选a；
（5）N O为直线型极性分子，分子结构为N≡N=O，则该分子中所含化学键的类型有氮氮非极性共价键，
2
氮氧极性共价键，故答案为ab。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】
