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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
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
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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)SiHCl3+5NaOH =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(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SiHCl3时，由于氯化氢、SiHCl3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
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，SiHCl3易水解，所以需要在C、D 之间加一
2
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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SiHCl3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，
所以氢氧化钠溶液和SiHCl3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：
SiHCl3+5NaOH =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O，故答案为：SiHCl3+5NaOH =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O；
（3）m1g 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
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m2g，则二氧化硅的物质的量为n(SiO2)=
，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；
3
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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。
SiO2——光导纤维。
H2SiO3——硅胶可用作干燥剂。
Na2SiO3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料。
2.熟记7 个主要反应:
①Si+2OH-+H2O
SiO3
2-+2H2↑;
②SiO2+2OH-
SiO3
2-+H2O;
③SiO2+2C
Si+2CO↑;
④SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O;
⑤SiO3
2-+2CO2(足量)+2H2O
H2SiO3↓+2HCO3
-;
⑥Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑;
⑦CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑。
二、工业生产单质硅过程中应注意的问题
①用焦炭还原SiO2，产物是CO 而不是CO2。
②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得
到高纯度硅。
4
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一、硅的工业制法及提纯
――→――→――→
涉及的化学方程式：
①SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。
②Si＋2Cl2=====SiCl4。
③SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。
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
H2，Cl2）和冶金级工业硅为原料，在高温下合成为SiHCl3，然后通过精馏工艺，提纯得到高纯SiHCl3，最后
用超高纯的氢气对SiHCl3进行还原，得到高纯多晶硅棒。主要工艺流程如图下图所示。
工艺主要包括：SiHCl3的合成、SiHCl3的提纯及SiHCl3还原制备高纯硅。
二、硝酸工业制法的反应原理
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO
4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O。
(2)NO 进一步氧化生成NO2
2NO＋O2===2NO2。
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(3)用水吸收NO2生成HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
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。
P4O10+6H2SO4=6SO3+4H3PO4
P4O10+12HNO3=6N2O5+4H3PO4
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。
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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。
HPO3+H2O=H3PO4
常见的偏磷酸有三聚偏磷酸(HPO3)3和四聚偏磷酸(HPO3)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。
4H3PO4=====
△ 3H3PO4+PH3
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(H2PO2)2+H2SO4=2H3PO2+BaSO4
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。
H3PO2
H++
，Ka=1.0×10-2
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。
Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑
4P+3NaOH+3H2O=PH3↑+3NaH2PO2
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。
4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+2H2SO4+8Cu
6AgNO3+PH3+3H2O=H3PO3+6HNO3+6Ag
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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
2AsH3===2As+3H2
3.砷化氢是强还原剂，很容易被氧化 与氧气反应（自燃）
2AsH3+3O2=== As2O3 +3H2O
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
AsH3+Ga（CH3）3 ====GaAs +3CH4
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
As2O3+6NaOH===2Na3AsO3+3H2O
As2O3+6HCl===2AsCl3+3H2O
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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，
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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N2和H2合成NH3，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的
是
A．消耗14gN2生成NH3分子数为2 NA
B．消耗1molH2，生成N－H 键数为2 NA
C．生成标准状况下22.4LNH3，电子转移数为2 NA
D．氧化1molNH3生成NO，需O2分子数为2 NA
【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×NAmol—1=NA，故A 错误；
B．由方程式可知，消耗1mol 氢气生成N－H 键数为1mol×
×3×NAmol—1=2NA，故B 正确；
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×NAmol—1=3NA，故C 错误；
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×
×NAmol—
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1=1.25NA，故D 错误；
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
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选
项
实验操作及现象
结论
A
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
稀硝酸的氧化性比
浓硝酸强
B
取一定量
样品，溶解后加入
溶液，产生白色沉淀。加入浓
，仍有沉淀
此样品中含有
C
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
金属沉积，铜电极附近溶液逐渐变蓝
的金属性比
强
D
向溴水中加入苯，振荡后静置，水层颜色变浅
溴与苯发生了加成
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
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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AlCl3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；
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+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O，C 不合题意；
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
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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
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【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。
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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SiHCl3。
（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+4HNO3(浓)
+6HF=H2SiF6+4NO2↑+4H2O。
（3）装置A 中Zn 和稀硫酸反应产生H2；装置B 的作用是干燥H2；装置C 的作用是气化SiHCl3和混合H2和
SiHCl3气体；装置D 中SiHCl3与干燥H2反应，得到纯Si。
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
SiHCl3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H2具有高纯度，则第ⅱ步为
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：P4(白磷)+3NaOH+3H2O
NaH2PO2+PH3↑。PH3有强还原性，是无色、
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有毒且能自燃的气体。某同学用如图所示装置制取少量NaH2PO2，相关操作步骤(不是正确顺序)为①打开
K，先通入N2一段时间；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N2一段
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N2一段时间的目的是 。
(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)PH3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 。
(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/LKMnO4标准溶液滴定，
滴定终点的现象是 ；达到滴定终点时消耗VmLKMnO4标准溶液，则产品的纯度为 %(用含m、
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PH3自燃引起爆炸
(5)作分散剂，使反应物充分混合，加快反应速率
(6) PH3+4NaClO=H3PO4+4NaCl 检验PH3是否被吸收干净
(7) 滴入最后半滴KMnO4标准溶液后，溶液由无色变为红色，且半分钟内不褪色
【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；
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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）PH3有强还原性，是无色、有毒且能自燃的气体，先通入N2一段时间的目的是排尽装置内的空气，防
止PH3自燃引起爆炸；
（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）PH3在装置C 中可被氧化成磷酸，该反应的化学方程式为PH3+4NaClO=H3PO4+4NaCl，装置D 的作用为
检验PH3是否被吸收干净；
（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As2S3，含少量的Sb、Bi)为原料制备砷酸铜的工艺流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)Cu3(AsO4)2中As 的化合价为 。
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(2)“粉碎”的目的是 。
(3)“碱浸”时，在加热条件下As2S3中硫元素被氧化为
，反应的离子方程式为 。
(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(As2S3质量分数为73.8%)，粉碎后通空气并加入NaOH 溶液，得到
1L 的悬浊液，测得碱浸后的滤液中Na3AsO4的浓度为0.45mol·L-1，该实验员检测砷的浸出率为 。
【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)As2S3+7O2+12OH-=2AsO
+3
+6H2O
(4) NaOH 碱浸
(5)硫酸钙或CaSO4
(6)3CuSO4+2H3AsO4+6NH3·H2O=Cu3(AsO4)2+3(NH4)2SO4+6H2O
(7)75％
【解析】硫化砷废渣(主要成分为As2S3，含少量的Sb、Bi)粉碎后碱浸，硫化神渣中 As2S3与 NaOH、空气中
的O2反应生成 Na3AsO4、Na2SO4和H2O，Sb、Bi 不与 NaOH 反应，过滤后在浸出渣中，Na3AsO4和Na2SO4
在滤液中，滤液中加CaO“沉砷”，Na3AsO4与CaO、水反应生成Ca3(AsO4)2沉淀，过滤后，NaOH 和 Na2SO4
在滤液中，Ca3(AsO4)2在滤渣中，往Ca3(AsO4)2中加稀H2SO4生成H3AsO4和 CaSO4沉淀，过滤后H3AsO4和一
水合氨、硫酸铜溶液反应生成Cu3(AsO4)2。
（1）由化合价代数和为零可知，Cu3(AsO4)2中As 的化合价为+5。
（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As2S3中硫元素被氧化为
，As 元素被氧化为AsO
中，根据得失电子
守恒和电荷守恒配平离子方程式为：As2S3+7O2+12OH-=2AsO
+3
+6H2O。
（4）由分析可知，“沉砷”后滤液中主要含有NaOH 和Na2SO4，“碱浸”步骤中也用到NaOH，NaOH 可
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CaSO4。
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（6）沉淀转化实质上是CuSO4与 NH3·H2O 反应生成的Cu(OH)2和H3AsO4反应生成了更难溶的Cu3(AsO4)2，化
学方程式为：3CuSO4+2H3AsO4+6NH3·H2O=Cu3(AsO4)2+3(NH4)2SO4+6H2O。
（7）悬浊液中As2S3的物质的量为
=0.3 mol，悬浊液中As 元素的物质的量为
0.3mol×2=0.6mol，浸出液中Na3AsO4的物质的量为0. 45mol/L×1L=0.45mol，则砷的浸出率为
=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(As2S3，其结构如下图所示)是提取砷的主要矿
物原料，As2S3和HNO3有如下反应：
下列说法错误
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的是
A．AsO
的空间构型为正四面体形
B．As2S3中只含有极性键，且为非极性分子
C．该分子中所有原子均采用sp3杂化
D．生成0.5mol H3AsO4，则反应中转移电子的物质的量为5mol
【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．As2S3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，
杂化类型为sp3，C 正确；
D．反应
生成2molH3AsO4，转移10mol 电子，生成
，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
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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(As4)与白磷( P4 )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
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
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A．黑砷中As—As 键的强度均相同
B．黑砷与C60都属于混合型晶体
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．C60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，
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)：
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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。
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（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(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物
原料，二者在自然界中共生。
.
Ⅰ雄黄(As4S4)的制备。
(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(As2S3)的性质。
和
有如下反应：
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(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 As2S3作氧化剂得到2mol 电子,而1mol SnCl2作还原剂失去2mol 电子，
所以二者的物质的量之比是1 2∶；
(2) Sn NaOH 溶液 0.8NA
(3)
(4) 56 a
(5)ab
【解析】（1）根据电子得失守恒知1mol As2S3作氧化剂得到2mol 电子,而1mol SnCl2作还原剂失去2mol 电
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=0.8NA；
（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，
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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+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2 ↑+2 H2O，随着反应进行，浓硝酸变稀，反应停止，则生成二氧化碳的
物质的量小于2.5mol，则选a；
（5）N2O 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，
氮氧极性共价键，故答案为ab。
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