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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第25 讲 硼、氟、磷、砷及其化合物
本讲复习目标
1．掌握硼及其化合物的性质；
2．掌握氟及其化合物的性质；
3．掌握磷及其化合物的性质；
4．掌握砷及其化合物的性质；
夯基·知识精讲
一．硼及其化合物
1、硼的性质
（1）物理性质：单质硼有晶态硼和无定形硼两种。
晶体硼呈黑灰色，以正二十面体为基本的结构单元，硬度与金刚石的硬度接近，其导电性差，但它的
导电率却随着温度的升高而增大，从而示出与金属导体的不同，化学性质较为惰性。
无定型硼为棕色粉末，化学性质较为活泼。
（2）化学性质
①常温下，硼稳定，仅与F2反应：2B + 3F2
2BF3
②点燃条件下，硼在空气中燃烧放出大量的热：4B + 3O2 =====2B2O3
③硼氧键的键能很大，因此硼可以从许多稳定的氧化物如SiO2，P2O5中取氧，在炼钢过程中可以作为
去氧剂：3SiO2+4B=====3Si+2B2O3。
④高温时，无定形硼可以同水蒸气作用生成硼酸：2B+6H2O(g)=====2B(OH)3+3H2。
⑤高温时，硼也可以与N2、S、卤素等反应：
2B + N2=====2BN，
2B + 3S=====B2S3，
2B + 3Cl2=====BCl3。
1
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⑥无定形硼与NaOH 有类似硅的反应：2B + 6NaOH
2Na3BO3 + 3H2↑
⑦可利用金属还原法制得单质硼（通常用Mg 或Al）：B2O3+3Mg=====2B+3MgO。
2、工业制取硼及其化合物的转化关系
转化关系
相应步骤涉及的反应
①硼镁矿与烧碱溶液反应生成可溶于水的偏硼酸钠（NaBO2）和Mg(OH)2：
2MgO·B2O3＋2NaOH＋H2O===2NaBO2＋2Mg(OH)2↓
向偏硼酸钠溶液中通入CO2使NaBO2转化成硼砂：
4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O5(OH)4·8H2O＋Na2CO3
②将硼砂与硫酸反应，得到硼酸：
Na2B4O5(OH)4·8H2O＋H2SO4===4H3BO3＋Na2SO4＋5H2O
③硼酸加热分解得到氧化硼：2H3BO3=====B2O3＋3H2O
④用镁或铝还原B2O3制得硼：B2O3＋3Mg=====3MgO＋2B
⑤硼和NaOH 溶液反应生成NaBO2（或Na[B(OH)4]）和H2：
2B＋2NaOH＋2H2O===2NaBO2＋3H2↑
或2B＋2NaOH＋6H2O===2Na[B(OH)4]＋3H2↑
【例题1】氮化硼
是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到
和
，如图所示。下列叙述正确的是
A．硼酸具有片层状结构，层与层之间，
单元间都以范德华力连接
2
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B．立方氮化硼结构与金刚石相似。立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4 个硼原子
C．
与
反应后再用氨气中和得到
，
含有配位键的数目为
D．
与
都是由极性键构成的极性分子
【答案】B
【详解】
A．硼酸具有片层状结构，层与层之间、
单元间不仅以范德华力连接，还有氢键，故A 错误；
B．结构与金刚石相似，金刚石每个碳原子周围有4 个碳原子，则立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4
个硼原子，故B 正确；
C．
中N 与H 之间有1 个配位键，B 与F 之间有1 个配位键，所以
含有配位键的数目
为
，故C 错误；
D．
是由极性键构成的极性分子，而
是由极性键构成的非极性分子，故D 错误；
选B。
【例题2】硼氢化合物又称硼烷，其中乙硼烷是能分离出的最简单的硼烷，化学式为
，其结构如下图
所示，遇水发生水解，其化学方程式为：
，设
为阿伏加德罗常数的值，
下列有关说法正确的是
A．乙硼烷属于烃类物质
B．相同条件下，乙硼烷的沸点低于乙烷
C．1
中含有的共用电子对数目为8
D．2.8g
完全水解，转移的电子数目为1.2
【答案】B
【详解】
A．烃分子是仅由碳元素和氢元素形成的化合物，由分子式可知，乙硼烷不属于烃类物质，故A 错误；
3
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B．乙烷和乙硼烷都是分子晶体，乙烷的相对分子质量大于乙硼烷，分子间作用力大于乙硼烷，所以沸点
高于乙硼烷，故B 正确；
C．由乙硼烷的结构示意图可知，乙硼烷分子中B—H—B 是特殊的3 中心2 电子共价键，所以1mol 乙硼烷
中含有的共用电子对数目为1mol×6×NAmol—1=6NA，故C 错误；
D．由方程式可知，乙硼烷水解时，氢元素的化合价即升高被氧化又降低被还原，乙硼烷是反应的还原
剂，水是氧化剂，1mol 乙硼烷完全水解，反应转移6mol 电子，则2.8g 乙硼烷完全水解时，转移的电子数
目为
×6×NAmol—1=0.6NA，故D 错误；
故选B。
【例题3】过硼酸钠是一种用途广泛的无机过氧化物，可用作织物的漂白、染色，医药上可作为消毒剂和
杀菌剂。一种由硼镁矿(Mg2B2O5•H2O)制取过硼酸钠(NaBO3•4H2O)的工艺流程图如下所示。
已知：
①
，若pH>10 时，以
形式存在；若pH<9.6
时，以
形式存在。
②过硼酸钠为白色晶体，微溶于水，其水溶液不稳定，存在于冷的溶液中，难溶于乙醇。
③硼砂(Na2B4O7•10H2O)为白色晶体，溶于水吸热，在水中溶解度如图1 所示。
回答下列问题：
4
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(1)步骤Ⅰ中为充分快速使硼镁矿浸出，可采取的措施 。(填两项操作即可)
(2)根据题中信息，写出步骤Ⅱ中的化学方程式 。
(3)下列说法正确的是___________。
A．步骤Ⅱ中通入的CO2目的是降低溶液pH 值使
转为
B．步骤Ⅰ、Ⅱ中操作①为过滤，操作②为蒸发浓缩、趁热抽滤
C．步骤Ⅲ发生化学反应生成过硼酸钠(其阴离子结构如图所示)，其中硼元素的化合价升高
D．步骤Ⅳ中宜选用的洗涤剂和干燥方式分别为蒸馏水和减压干燥
(4)步骤Ⅲ的回流反应过程需要控制恒温水浴(0℃左右)的方法是 。
(5)请选出正确的操作排序完成装置A 中的回流反应：按图2 组装好装置
→( )→ ( )→ ( )→打开磁力搅拌器→打开冷凝水→( )→( )。
①用纸槽向c 处加入硼砂(Na2B4O7•10H2O)；
②打开a 处旋塞加入双氧水；
③调高恒温水浴温度；
④调低恒温水浴温度；
c
⑤处加入氢氧化钠溶液。
(6)已知过硼酸钠晶体在70℃以上加热将逐步失去结晶水，测得样品质量随温度的变化如图所示，则T3 时
所得晶体的化学式为 。
5
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(7)若反应温度控制不当，所得的过硼酸钠晶体中将混有NaBO2，则产品中钠的质量分数 (填
“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】
(1)粉碎矿石、升高温度、提高NaOH 溶液的浓度、搅拌等
(2)
(3)AB
(4)冰水浴
(5)①⑤③④②
(6)NaBO3•H2O
(7)升高
【详解】
加入NaOH 溶液将Mg2B2O5•H2O 转变为NaBO2和Mg(OH)2沉淀经过滤得到NaBO2溶液。通入CO2调pH 将
NaBO2转变为Na2B4O7经结晶分离得到Na2B4O7·10H2O 晶体。加入H2O2和NaOH 回流将Na2B4O7·10H2O 转
变为过硼酸钠。
（1）为了加快固体溶解可将固体粉碎或搅拌增大接触面积或适当增加碱液的浓度或者升温。答案为粉碎
矿石、升高温度、提高NaOH 溶液的浓度、搅拌等；
（2）CO2调pH 将NaBO2转变为Na2B4O7而自身变为NaHCO3，反应为
。答案为NaBO2转变为Na2B4O7；
（3）A．NaOH 为强碱条件下将Mg2B2O5•H2O 转变为NaBO3，需要CO2降低pH 将其转变为
，A 项正
确；
B．加入NaOH 溶液产生Mg(OH)2沉淀经过滤可分离。而加入CO2获得溶液提取出晶体同时从图分析
Na2B4O7·10H2O 在333K 以下发生变质，所以操作②为需要蒸发浓缩、趁热抽滤，B 项正确；
C．Na2B4O7·10H2O 在H2O2和NaOH 的作用下生成过硼酸钠，B 的化合价没有变化，C 项错误；
6
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D．由已知条件知，过硼酸钠水溶液中不稳定，而其难溶于乙醇，所以用乙醇进行洗涤，D 项错误；
故选AB。
（4）控制温度0℃左右防止H2O2和过硼酸钠分解同时还可降低过硼酸钠的溶解度，可选用冰水混合物。
答案为冰水浴；
（5）正确的操作排序完成装置A 中的回流反应：按图2 组装好装置，用纸槽向c 处加入硼砂，c 处加入氢
氧化钠溶液，打开磁力搅拌器，打开冷凝水，调高恒问水浴温度，待硼砂溶解后，调低恒温水浴温度，打
开a 处旋塞加入双氧水在6℃搅拌1 小时，有大量晶体析出。答案为①⑤③④②；
（6）30.8g 的NaBO3•4H2O 物质的量为
，T3 时固体质量减少=30.8-20.0=10.8g，即失
去水物质的量为n(H2O)=
，即失去了三个结晶水，T3时晶体的化学式为NaBO3•H2O。
答案为NaBO3•H2O；
（7）NaBO2中Na 的质量分数比NaBO3•4H2O 高，则产品中钠质量分数升高。答案为升高。
二．氟及其化合物
1、氟气（F2）
（1）F2与水反应十分剧烈，可置换出水中的氧生成氧气：2F2+2H2O
4HF+O2。
（2）F2在低温黑暗中即可与H2直接化合放出大量热，导致爆炸，无法控制。
（3）氟气是淡黄绿色气体，在任何温度下都可与金属直接化合，生成高价氟化物，F2与Cu、Ni、Mg 作用
时金属表面生成一层致密氟化物保护膜而中止反应，所以F2可偖存在Cu、Ni、Mg 或合金制成的容器中。
（4）除O2，N2，稀有气体He 和Ne 外，F2可与所有非金属作用直接化合成高价氟化物，如XeF6。低温下
可与C，Si，S，P 猛烈反应生成氟化物，大多数氟化物都具有挥发性。
（5）F2和碱反应：
碱液浓度较小时（2%）：2F2+2NaOH
2NaF+OF2+H2O；
当碱浓度大时：2F2+4NaOH
4NaF+O2+2H2O。，
（6）F2是最强的氧化剂，因此工业氟气的制备只采用电解法。在实验室中，常用热分解含氟化合物来制
单质氟，例如BrF5=== BrF3+F2↑（这种方法所用原料是用单质F2制取的，它是F2的重新释放，所以，BrF5
是F2的储存材料）。
2、氟化氢（HF）
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（1）HF 分子间存在氢键，分子有缔合现象，HF 主要存在形式是二聚(HF)2和三聚的締合分子(HF)3。虽然
HF 分子间的氢键最强，但是H2O 分子间氢键的数目比HF 分子间的多，所以宏观表现为，H2O 的沸点远高
于HF 的沸点。
（2）氢氟酸水溶液是弱酸，其电离方程式为HF
H++F－，电离平衡常数K=6.3×10- 4；
（3）HF 可以腐蚀玻璃：
SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O，
CaSiO3+6HF
CaF2+3H2O+SiF4↑；
因此存放氢氟酸时需要用铅、橡胶、聚乙烯或石蜡容器，现在也有用聚四氟乙烯（塑料）容器来盛
装。
（4）HF 的制备可用萤石（CaF2）与浓硫酸反应：CaF2+H2SO4（浓）
CaSO4+2HF↑。
3、氟化物
（1）氟化钙（CaF2）又叫萤石，不溶于水；氟化银（AgF）易溶于水，与其他卤化物不同。
（2）氟离子易与金属离子形成配合物。
例如冰晶石（NaAlF6），常用于工业制铝中降低氧化铝的熔点；氟离子与铁离子可以形成无色的FeF6
3
－，在分析化学中常用来掩蔽铁离子，防止其颜色造成的影响。
【例题1】
为阿伏加德罗常数的值。硫、氟及其化合物在生产、生活中有广泛应用。下列有关叙述正确
的是
A．0.2mol
和0.3mol
混合反应转移电子数最多为
B．标准状况下，11.2LHF 含原子总数为
C．1mol
(如图所示)分子含
键数为
D．32g
、
、
的混合物中含S 原子数为
【答案】A
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【详解】
A．
，0.2mol
与0.3mol
完全反应，转移0.4mol 电子，A 项正确；
B．标准状况下，HF 为液体，不确定其物质的量，B 项错误；
C．1 个
分子含6 个单键，则1mol
(如图所示)分子含
键数为
，C 项错误；
D．32g 硫的单质含1molS，含S 原子数为
，D 项错误。
故选A。
【例题2】六氟合铂酸二氧[
]的一种制备方法为：
。已知
是离子化
合物，其中Pt 元素为＋5 价。下列叙述正确的是
A．在此反应中，
作氧化剂
B．
中阴离子的结构可表示为：
C．每消耗22.4L
，转移1mol 电子
D．
中O 元素的化合价为＋1
【答案】B
【详解】
已知O2(PtF6)是离子化合物，其中Pt 元素为＋5 价，则该物质中的离子为
和
。
A．O2变为
，化合价升高发生氧化反应，O2为还原剂，A 项错误；
B．由上分析阴离子为
，其结构为
，B 项正确；
C．条件未知，无法将体积转化为物质的量，C 项错误；
D．该物质中O 的化合价为
，D 项错误；
故选B。
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【例题3】氟元素的电负性最大，易与大多数非金属元素组成稳定化合物，如
、
、
、
等。
下列说法正确的是
A．
、
中心原子的杂化方式相同
B．键长：
C．键角：
D．
、
、
、
都是由极性键构成的非极性分子
【答案】B
【详解】
A．
、
中心原子的价层电子对数分别为3+
(3-3×1)=3、3+
(5-3×1)=4，所以中心原子的杂化方式
分别为
杂化和
杂化，A 错误；
B．硅原子的半径大于硫原子的半径，所以键长：
，B 正确；
C．
和
中心原子的杂化方式均为
杂化，
中N 原子存在孤电子对，对成键电子对的排斥力
大，所以键角：
，C 错误；
D．
、
和
分别是平面正三角形、正四面体形和正八面体形，都是由极性键构成的非极性分子，
是三角锥形，是由极性键构成的极性分子，D 错误；
故选B。
三．磷及其化合物
1、单质磷
（1）磷在自然界中是以磷酸盐的形式存在，磷也是重要的生命元素之一，存在于细胞、蛋白质、骨骼和
牙齿中。在骨骼和牙齿中主要以羟基磷灰石形式存在。含磷的矿物有磷酸钙Ca3(PO4)2、氟磷灰石
Ca5(PO4)3F、羟基磷灰石Ca5(PO4)3(OH)等。
磷有至少10 种同素异形体，常见的有白磷、红磷和黑磷，它们结构各异。
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白磷（P4）
结构为正四面体，结构如图
，键角为60°，1mol 白磷中有6mol P—P 化学键，
不溶于水，易溶于CS2。白磷有剧毒、易自燃，一般要存放在水中以隔绝空气。
白磷几乎可与所有金属反应，形成磷化物，如：6Mg+P4
2Mg3P2
红磷
白磷隔绝空气加热会得到无定型红磷，可能结构如图：
；
黑鳞
白磷在极高的压强下加热才可以得到黑鳞，结构类似于石墨的片状结构，能导电“金属
磷”，结构如图
。
（2）磷与O2或Cl2在点燃条件下反应，反应物的量不同，生成的产物就不同，如：
4P+3O2=====2P2O3，4P+5O2=====2P2O5；
2P+3Cl2=====2PCl3（液体），2P+5Cl2=====2PCl5（固体），所以这个反应能同时看到烟雾。
（3）白磷与热的浓NaOH 反应可歧化生成膦（磷化氢）和次磷酸盐：P4+3OH－+3H2O=====PH3↑+3H2PO2
－。
（4）白磷还能将Au、Ag、Cu 等从它们的盐溶液中还原出来，如白磷中毒后可用硫酸铜溶液解毒：
11P + 15CuSO4 + 24H2O
5Cu3P + 6H3PO4 + 15H2SO4。
（5）白磷可以用以下反应来制备：2Ca(PO4)2+10C+6SiO2=====6CaSiO3+ 10CO+P4，将生成的磷蒸气通入
水中冷却就得到白磷。反应中加入石英砂可大大降低反应温度。
2、磷化氢（PH3）
（1）PH3又叫膦，为无色气体、有类似大蒜臭味的气味、剧毒。
在一定温度下，能在氧气中燃烧，生成磷酸：PH3+2O2=====H3PO4。
（2）平常制得的磷化氢在空气中能自燃，这一点和同族的氨气相比更活泼，是因为气体中含有联膦
（P2H4），它与联氨是类似物，也是强还原剂：2P2H4+7O2
2P2O3+4H2O。
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PH3中P－H 键长为142pm，N－H 键长为99pm，由此可见，结构稳定性PH3不如NH3。
（3）磷化氢是强还原剂，能从某些金属盐（Cu2+、Ag+、Au3+、Hg2+）溶液中将金属置换出来：
PH3+6Ag++3H2O
6Ag+6H++H3PO3
（4）PH3的制备可用如下三种方法：
①磷化钙的水解：Ca3P2+6H2O
3Ca(OH)2+2PH3；
PH
②
4I 与碱反应：PH4I+NaOH
=====NaI+PH3+H2O，因此水溶液中不存在PH4
+，这一点要与
NH4
+区分开；
③白磷溶于碱：P4+3NaOH+3H2O
=====PH3+3NaH2PO2
3、三氧化二磷（P2O3）和五氧化二磷（P2O5）
三氧化二磷（P2O3）
五氧化二磷（P2O5）
磷在不充分的空气中燃烧，生成的氧化物为P4O6，
常叫做三氧化二磷。P2O3 是亚磷酸（H3PO3）的酸
酐。
P4O6是以P 为基础形成的，P 分子中的P－P 键因有
张力而不稳定，氧分子进攻时断裂，在每两个P 原
子间嵌入一个氧原子，于是形成了P4O6分子。
与冷水反应生成亚磷酸：P2O3+3H2O
2H3PO3。
P2O3与热水发生歧化反应：
2P2O3+6H2O
PH3+3H3PO4
白磷在充分的氧气中燃烧可生成P4O10，简称为五氧
化二磷。
P4O10是白色粉末状固体，有很强的吸水性，在空气
中很快就潮解，它是干燥能力最强的一种干燥剂。
P2O5是磷酸的酸酐，与水反应，当水少时生成偏磷
酸，水多时生成磷酸：
P2O5+H2O
2HPO3，
P2O5+3H2O
2H2PO4
4、磷元素对应的酸
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次磷酸
（H3PO2）
（1）纯H3PO2 是白色固体，易溶于水，是一元中强酸，其结构式为
，有腐蚀
性，受热分解生成磷酸和剧毒的磷化氢气体：2H3PO2=====PH3↑+H3PO4。
（2）H3PO2及其盐都是强还原剂，主要是因为分子中含有两个P－H 键。常温下在空气中可
逐渐被氧化，也能把Cu2+、Ag+、Ni2+、Hg2+还原成为金属单质：
H3PO2+4Ag++2H2O==========4Ag+H3PO4+4H+。
次磷酸还原能力强，氧化能力弱，容易发生歧化反应。
亚磷酸
（H3PO3）
（1）H3PO3是白色、易潮解的固体，极易溶于水，是二元中强酸，其结构式为
。
（2）H3PO3是强还原剂，能还原Ag+、Cu2+、Hg2+，也能被卤素、二氧化氮、浓硫酸氧化：
H3PO3+2Ag++H2O==========2Ag+H3PO4+2H+。
磷酸
（H3PO4）
（1）磷酸有正磷酸（H3PO4）、偏磷酸（HPO3）和焦磷酸（H4P2O7）。
（2）H3PO4是无挥发性的三元中强酸，其结构式为
，具有弱氧化性，磷酸溶
液的黏度较大，这是因为溶液中存在着较多氢键。
（3）不论在酸中还是在碱中，磷酸几乎都没有氧化性。磷酸根离子能与某些金属离子形成
可溶性配位化合物，基于这种性质，分析测定中常用磷酸掩蔽Fe3+。
（4）磷酸二氢盐均能溶于水，磷酸一氢盐和磷酸盐除碱金属盐与铵盐外，均难溶于水。任
何一种磷酸盐（正盐或酸式盐）溶液中加入硝酸银溶液，皆生成黄色的Ag3PO4沉淀。
（5）磷酸盐（主要是钙盐和铵盐）是重要的无机肥料。
5、卤化磷（PCl3、PCl5）
（1）磷与氯气反应，当氯气不足时生成的三氯化磷是液体，当氯气足量时生成的五氯化磷是固体。
2P+3Cl2=====2PCl3（液体），
2P+5Cl2=====2PCl5（固体）。
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（2）三氯化磷可被氯气氧化为五氯化磷：PCl3+Cl2==========PCl5。
（3）卤化磷易水解，水解反应进行的非常彻底，即使在浓盐酸中也不能抑制其水解。
PCl3+3H2O==========H3PO3+3HCl；
PCl5+4H2O==========H3PO4+ 5HCl，
【例题1】磷元素有白磷、红磷、黑磷等常见的单质，其中黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，
其晶体有与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关说法中错误的是
A．黑磷中磷原子采取
杂化
B．白磷、红磷、黑磷互为同素异形体
C．黑磷能导电，黑磷属于混合型晶体
D．白磷是非极性分子，白磷难溶于水、易溶于
【答案】A
【详解】
A．由图可知，黑磷中磷原子形成3 个共价键，且存在1 对孤电子对，采取
杂化，A 错误；
B．同素异形体是同种元素组成的不同单质；白磷、红磷、黑磷互为同素异形体，B 正确；
C．黑磷晶体有与石墨类似的层状结构，能导电，属于混合型晶体，C 正确；
D．白磷分子为四面体结构，是非极性分子，根据相似相溶原理可知，白磷难溶于水、易溶于
，D 正
确；
故选A。
【例题2】高纯三氯氧磷
是集成电路、太阳能电池生产的掺杂剂。实验室可通过以下实验步骤测
定三氯氧磷产品中氯元素的含量，并计算产品的纯度[ 已知：常温下，
，
，
呈白色]。
①取
产品置于盛
蒸馏水的水解瓶中，摇动至完全水解，将水解液配成
溶液并预
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处理排除含磷粒子的影响。
②取
溶液于锥形瓶中，向其中加入
的
标准溶液
，使
完全沉淀，再
加入
硝基苯，振荡，使沉淀表面被有机物覆盖；然后加入几滴
溶液作指示剂，用
标准溶液滴定过量
至终点，所用体积为
。
假设杂质不参加反应，则下列说法正确的是
A．配制好的
标准溶液可盛放在棕色广口试剂瓶中
B．实验过程中可用甲苯代替硝基苯进行实验
C．滴定终点时锥形瓶中有血红色沉淀生成
D．实验过程中若忘记加入硝基苯，会导致所测
的含量偏低
【答案】D
【详解】
A．配制好的硝酸银标准溶液可盛放在棕色细口试剂瓶中，广口瓶通常用于存放固体药品，A 错误；
B．甲苯的密度小于水，无法沉到底部包裹沉淀，B 错误；
C．滴定终点时有Fe(SCN)3生成，溶液变血红色，但是Fe(SCN)3不是沉淀，无血红色沉淀生成，C 错误；
D．实验过程中若忘记加入硝基苯，则加入NH4SCN 后，SCN-不仅与多余的Ag+反应生成AgSCN 沉淀，同
时AgCl 也会转化为AgSCN，导致NH4SCN 的消耗体积偏大，测得POCl3的含量偏低，D 正确；
故答案选D。
【例题3】磷酸二氢铵
和草酸亚铁晶体
可用于制备电池正极材料。
Ⅰ.某研究小组用磷酸吸收氨气制
，装置如图1 所示(夹持和搅拌装置已省略)。
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(1)实验过程中，当出现倒吸现象时， (填写对
的实验操作，下同)，当上述现象消失
后， ，继续通入氨气。
(2)常温下，磷酸盐溶液中含磷物种的物质的量分数与pH 的关系如图2 所示，据图示分析，若本实验不选
用pH 传感器，还可选用 作指示剂，当溶液颜色发生相应变化时，停止通
，即可制得
溶液。若此时继续向溶液中通入少量氨气，发生反应的离子方程式为 。
Ⅱ.利用草酸制备草酸亚铁晶体
的流程如图所示：
已知：
ⅰ.pH＞4 时，Fe2+易被氧气氧化；
ⅱ.几种物质的溶解度(g/100H2O)如表：
16
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20
℃
48
75
37
60
℃
101
88
38
(3)第一次加稀硫酸调溶液
至1～2 的目的是 。
(4)操作a 是 ， ，洗涤干燥(填操作)。
(5)测定草酸亚铁晶体(化学式：
)纯度。准确称取
样品于锥形瓶，加入适量的稀硫酸，用
溶液滴定至终点，消耗
溶液
。滴定反应：
(未配平)。该样品纯度为 。若滴定管没有用待
装液润洗，测得结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】
(1)关闭K1，打开K2 关闭K2，打开K1
(2)甲基橙 NH3+
=
+
(3)抑制Fe2+和
水解，防止Fe2+被氧气氧化
(4)蒸发结晶 趁热过滤
(5)
偏高
【详解】
实验室制取NH4H2PO4时，往H3PO4溶液中通入NH3，通过pH 传感器控制溶液的pH；但NH3极易溶于
H3PO4，很容易产生倒吸，当观察到导管内液面上升时，立即关闭活塞K1，同时打开K2；待倒吸现象消失
后，关闭K2，同时打开K1，继续通入NH3。
（1）由分析可知，实验过程中，当出现倒吸现象时，关闭K1，打开K2，当上述现象消失后，关闭K2，打
开K1，继续通入氨气。答案为：关闭K1，打开K2；关闭K2，打开K1；
（2）从图中可以看出，
的物质的量分数最大时，溶液的pH 在4~5 之间，甲基橙的变色范围在此区
域，若本实验不选用pH 传感器，还可选用甲基橙作指示剂，当溶液颜色发生相应变化时，停止通
，
即可制得
溶液。若此时继续向溶液中通入少量氨气，则NH3与
反应生成
、
，
发生反应的离子方程式为NH3+
=
+
。答案为：甲基橙；NH3+
=
+
；
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（3）题干信息显示，pH＞4 时，Fe2+易被氧气氧化，则第一次加稀硫酸调溶液
至1～2 的目的是：抑制
Fe2+和
水解，防止Fe2+被氧气氧化。答案为：抑制Fe2+和
水解，防止Fe2+被氧气氧化；
（4）表中信息显示，温度在60℃左右时，
、
的溶解度比20℃时明显增大，而
的溶解度变化不大，所以操作a 是蒸发结晶，趁热过滤，洗涤干燥。答案为：蒸
发结晶；趁热过滤；
（5）FeC2O4与KMnO4发生反应，依据得失电子守恒，可建立关系式：5FeC2O4——3KMnO4，则
的物质的量为
，该样品纯度为
=
。
若滴定管没有用待装液润洗，则所用KMnO4溶液的体积偏大，测得结果偏高。答案为：
；偏高。
四．砷及其化合物
1、单质砷
常温下，砷在水和空气中都比较稳定，不与稀酸反应，但能和强氧化性酸(如热的浓硫酸、硝酸等)反
应，在高温下和许多非金属反应，主要反应产物如下图。
（1）As 的非金属性比磷弱，与O2反应得到As2O3，而不能直接得到As2O5。
（2）As 与Mg 在点燃的条件下反应得到砷化镁：2As+3Mg=====Mg3As2。
（3）As 不与非氧化性酸反应，可以和浓硫酸、硝酸反应：
2As+3H2SO4(浓)=====As2O3+3SO2↑+3H2O；
3As+5HNO3+2H2O=====3H3AsO4+5NO↑。
2、砷的氢化物(AsH3)
砷化氢是一种无色、具有大蒜味的剧毒气体。
（1）不稳定性：2AsH3=====2As＋3H2(隔绝空气)。
（2）室温下在空气中自燃：2AsH3＋3O2===As2O3＋3H2O。
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（3）还原性：AsH3具有强还原性，能被KMnO4、K2Cr2O7、AgNO3等氧化，如：
12MnO＋10AsH3＋36H＋===12Mn2＋＋5As2O3＋33H2O，
2AsH3＋12AgNO3＋3H2O===As2O3＋12HNO3＋12Ag↓。
3、三氧化二砷(As2O3)和五氧化二砷(As2O5)
三氧化二砷
(As2O3)
通常情况下，As（Ⅲ）的氧化物与磷相似，是双原子分子As4O6，高温度下解离
为As2O3，As2O3是砷的重要化合物，俗称砒霜，是剧毒的白色固体，致死量为0.1g。
As2O3中毒时可服用新制的Fe(OH)2（把MgO 加入到FeSO4溶液中强烈摇动制得）溶
液来解毒。
（1）As2O3与水反应生成亚砷酸(H3AsO3)，可被H2O2氧化为砷酸：
As2O3+2H2O2+H2O=====2H3AsO4。
As2O3属于两性氧化物：
As2O3+6NaOH=====2NaAsO3+3H2O，
As2O3 + 6HCl=====2AsCl3 + 3H2O。
（2）As2O3具有还原性：
As2O3＋2I2＋10OH－===2AsO＋4I－＋5H2O、
3As2O3＋4HNO3＋7H2O===6H3AsO4＋4NO↑。
五氧化二砷
(As2O5)
（1）As2O5在空气中易潮解，易溶于水，遇热不稳定在熔点（300℃）附近即失去氧
原子变成As2O3。
（2）As2O5是酸性氧化物：As2O5＋6NaOH===2Na3AsO4＋3H2O。
（3）As2O5是强氧化剂，可氧化SO2：As2O5+2SO2=====As2O3+2SO3。
4、三硫化二砷（As2S3）
（1）As2S3俗称雌黄，不溶于水，也不与浓盐酸反应。
（2）As2S3可溶于碱性硫化物中：As2S3+3Na2S=====2Na3AsS3。
（3）As2S3可溶于碱溶液中：As2S3+6NaOH===== Na3AsS3+Na3AsO3+3H2O。
（4 ）As2S3 可以与SnCl2 、发烟盐酸反应转化为雄黄（As4S4 ）：2As + 2SnCl +
4HCI=====As4S4+2SnCl4+2H2S。
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（5）As4S4和As2S3均可以与氧气反应生成As2O3，也可以被Zn、C 等在加热条件下还原为砷单质。
5、砷元素对应的酸
亚砷酸
(H3AsO3)
（1）亚砷酸为三元弱酸，其结构式为
，具有酸的通性。
（2）两性氢氧化物：
H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O、
H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O。
（3）还原性：H3AsO3＋I2＋5OH－===AsO＋2I－＋4H2O。
砷酸
(H3AsO4)
（1）砷酸为三元弱酸，其结构式为
，具有酸的通性。
（2）砷酸不稳定，受热易分解为As2O5：2H3AsO4=====As2O5+3H2O。
（3）砷酸具有弱氧化性，可与离子发生氧化还原反应：
H3AsO4+2KI+H2SO4=====H3AsO3+ K2SO4+H2O+I2。
当溶液酸性弱时，可发生逆向的反应。
【例题1】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
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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
【详解】
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。
【例题2】
去除酸性废水中
的反应机理如图所示(图中“HS·”为自由基)。下列说法错误的
是
A．X 的化学式为
B．HS·反应活性较强，不能稳定存在
C．步骤III 反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为8 1∶
D．步骤IV 除砷的方程式为
【答案】C
【详解】
A．S2O
经过“途径I”的除砷过程可描述为，S2O
与氢离子在紫外线照射条件下可以生成HS·，两个HS·
可以结合生成H2S2，H2S2分解得到S8和H2S，H2S 与H3AsO3发生反应生成As2S3，X 的化学式为
，故
A 正确；
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B．HS·反应活性较强，在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在，故B 正确；
C．步骤III 反应中H2S2分解得到S8和H2S，方程式为：8H2S2=S8+8H2S，S 元素化合价由-1 价上升到0 价，
又由-1 价下降到-2 价，H2S2既是氧化剂也是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量比为1 1∶，故C 错误；
D．步骤IV 中，H2S 与H3AsO3发生反应生成As2S3，方程式为：
，故D 正
确；
故选C。
【例题3】铜矿石(主要成分
)的熔炼过程排放的烟气含有
、
等有害成分，
水洗烟气形成污酸。工业上可以利用铁碳床处理污酸，将其中的S(Ⅳ)还原为
，进而生成难溶于水的
，除去污酸中S、
及重金属元素。
(1)用化学用语表示烟气溶于水显酸性的原因 。
(2)采用铁碳床而非纯铁床的原因是 。
(3)配平下列方程式。
(4)①铁碳床中铁碳比为
条件下处理污酸，
的去除率及质量浓度随反应时间变化如图所示。
内，砷
去除平均速率是
。
②污酸经过铁碳床处理后，再加入
或通入
继续除砷，
的去除率变化如图所示。
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依据图像分析，加入相同物质的量的
和
， (填
或
)对
的去除效率高，二者
去除效率差异的可能原因： 。
(5)处理后污酸中砷的残留量的测定：取处理后的污酸
，将其中的
全部转化为
，加入过量
溶液和几滴淀粉，用
电极进行电解，阳极附近溶液变蓝时，停止电解。电解过程中，阴极产生氢
气，阳极产物与
反应，将其氧化为
。
①电解时，阳极反应式为 。
②写出阳极生成
的离子方程式 。
③电解结束时，通过导线的电量为Q(单位C)，处理后污酸中
的残留量为
。(法拉第常
数为F，表示每摩尔电子所带电量，单位
，
的摩尔质量
)
【答案】
(1)
(2)铁、碳和污酸构成原电池，加速铁与溶液中二氧化硫(亚硫酸)的氧化还原反应
(3)(3)
(4)0.2
其他条件相同时，二氧化硫的氧化性强于亚硫酸钠；或者酸性增强，正四价硫二氢化
性增强，相同时间内，生成更多的负二价硫，进而结合更多的砷
(5)
或
【详解】
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（1）二氧化硫溶于水溶液显酸性，化学用语表示为：
，答案为：
；
（2）铁碳床可以形成原电池，可以加快反应，纯铁床不能形成原电池，故原因是：铁、碳和污酸构成原
电池，加速铁与溶液中二氧化硫（亚硫酸）的氧化还原反应，答案为：铁、碳和污酸构成原电池，加速铁
与溶液中二氧化硫（亚硫酸）的氧化还原反应；
（3）由题意知S(Ⅳ)还原为
，铁被氧化为亚铁离子，氢离子也参与反应，生成硫化氢、亚铁离子和
水，据氧化还原反应电子转移守恒配平方程式，答案为：
(3)
；
（4）①设3h 内，As 的质量浓度变化为x g/L，由图可知3h 内As 的去除率为33%，故
，解
得x=0.6 g/L，故
内，砷去除平均速率是
，即0.2
，答案为：0.2；
②从图中可以看出，相同反应时间（2h），0.64gSO2（0.01mol）比加入1.26gNa2SO3（0.01mol）的As 的去
除率高，故加入
时
的去除效率更好，其他条件相同时，二氧化硫的氧化性强于亚硫酸钠；或者酸性
增强，正四价硫二氢化性增强，相同时间内，生成更多的负二价硫，进而结合更多的砷，答案为：
，
其他条件相同时，二氧化硫的氧化性强于亚硫酸钠；或者酸性增强，正四价硫二氢化性增强，相同时间
内，生成更多的负二价硫，进而结合更多的砷；
（5）①用
电极进行电解，阳极附近溶液变蓝，故阳极是碘离子失去电子生成碘单质，电极反应式为：
，答案为：
；
②阳极生成碘单质与
反应生成
，离子方程式为：
，答案为：
；
③电路中转移电子的物质的量为：
mol，1mol
转化为1mol
转移电子2mol，根据原子守恒和
电子守恒，As 的残留量为
，答案为：
或
。
提能·课后精练
1．（2023·全国·高三专题练习）菜谱中记载：河虾不宜与西红柿同食。主要原因是河虾中含有+5 价砷，西
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红柿中含有比较多的维生素C，两者同食时会生成有毒的+3 价砷。下列说法正确的是
A．在该反应中维生素C 作氧化剂
B．由上述信息可推知砒霜(As2O3)有毒
C．因为河虾中含有砷元素，所以不能食用
D．上述反应中河虾中的+5 价砷被氧化
【答案】B
【详解】
A．该反应中+5 价As 被还原为+3 价，说明维生素C 具有还原性，作还原剂，A 错误；
B．砒霜(As2O3)中As 元素为+3 价，所以有毒，B 正确；
C．+5 价砷无毒，所以河虾可以食用，C 错误；
D．+5 价As 变化+3 价，化合价降低被还原，D 错误；
综上所述答案为B。
2．（2023·全国·高三专题练习）磷在氯气中燃烧可以生成PCl3和PCl5，若用去的氯气的物质的量是磷的2
倍，则产物中PCl3和PCl5的物质的量比为
A．1 1∶
B．1 2∶
C．2 1∶
D．3 5∶
【答案】A
【详解】
设磷的物质的量为1mol，则氯气的物质的量为2mol，生成PCl3和PCl5的物质的量分别为x、y，由P、Cl
守恒可知
，解之x=0.5mol，y=0.5mol，y x=0.5mol 0.5mol=1 1
∶
∶
∶。
3．（2022 秋·安徽·高三校联考阶段练习）嫦娥石(英文名Changesite (Y))，发现于嫦娥五号月壤的玄武岩碎
屑中，是新的磷酸盐矿物，属于陨磷钠镁钙石(Mrilite)族。一种陨磷钠镁钙石的化学式为Ca9NaMg(PO4)7。
下列说法正确的是
A．Ca9NaMg(PO4)7属于混合物
B．Ca9NaMg(PO4)7属于正盐
C．Na2O、CaO2 、MgO 均为碱性氧化物D．Ca9NaMg(PO4)7属于弱电解质
【答案】B
【详解】
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A．Ca9NaMg(PO4)7属于盐，属于纯净物，A 错误；
B．Ca9NaMg(PO4)7属于正盐，B 正确；
C．Na2O、MgO 均为碱性氧化物，CaO2属于过氧化物，C 错误；
D．Ca9NaMg(PO4)7属于盐，是强电解质，D 错误；
故选B。
4．（2021 秋·江苏泰州·高三泰州中学校考阶段练习）氮、磷、砷元素广泛应用于生产生活中，
、
(肼)、
、
、
等是氮重要的无机化合物，白磷(P4)易自燃，易溶于
；
是
磷肥的有效成分；砷化镓是重要的半导体材料。下列关于氮、磷、砷三种元素及其单质、化合物的说法正
确的是
A．磷肥与草木灰混合后施肥效果一定会更佳
B．肼的沸点为113.5℃，说明肼分子间不存在氢键
C．白磷分子(P4)是非极性分子，白磷不能保存在水中
D．氮、磷、砷三种元素的第一电离能大小关系：
【答案】D
【详解】
A．磷肥溶液显酸性，草木灰溶液显碱性，两者混合后，施肥效果更差，故A 错误；
B．肼的沸点为113.5℃，肼分子间存在氢键，故B 错误；
C．白磷分子(P4)是非极性分子，水的极性分子，白磷易自然，因此白磷保存在水中，故C 错误；
D．同主族从上到下第一电离能逐渐减小，因此氮、磷、砷三种元素的第一电离能大小关系：
，故D 正确。
综上所述，答案为D。
5．（2022 秋·宁夏石嘴山·高三平罗中学校考阶段练习）次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，有强还原
性，可冶炼金属。已知：①2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑，②H3PO2+NaOH(足
量)=NaH2PO2+H2O。下列推断错误的是
A．NaH2PO2是正盐
B．H3PO2具有强还原性，可使重金属离子变为金属单质
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C．H3PO2电离方程式：H3PO2
H++H2PO
D．每消耗2molP4，反应①中转移12mol 电子
【答案】D
【详解】
A．根据反应②可知NaH2PO2不能电离出氢离子和NaOH 反应，为正盐，A 正确；
B．根据题干信息“有强还原性，可冶炼金属”可知，该物质具有强还原性，可使重金属离子变为金属单
质，B 正确；
C．根据②反应可知H3PO2是一元酸，磷酸为弱酸，H3PO2的酸性比磷酸要弱，所以也为弱酸，电离方程式
为：H3PO2
H++H2PO ，C 正确；
D．根据①可知，每消耗2molP4，生成2molPH3，化合价升降数值是6，转移6mol 电子，D 错误；
综上所述答案为D。
6．（2022 秋·四川成都·高三成都大弯中学校考阶段练习）《本草纲目》中记载：“砒石，生者名砒黄，炼
者名砒霜(
)，砒霜毒尤烈，鼠雀食少许即死，猫犬食鼠雀亦殆”。下列有关叙述不正确的是
A．“砒黄”含有砷元素
B．“砒霜”的毒性很大
C．
可以与水反应生成
D．“砒霜”可用于制造杀虫剂和灭鼠剂
【答案】C
【详解】
A．“砒石，生者名砒黄，炼者名砒霜(
)”，“
”为砷的氧化物，“砒黄”含有砷元素，A 项正
确；
B．砒霜毒尤烈，“砒霜”的毒性很大，B 项正确；
C．
中砷的化合价为+3 价，砷酸(H3AsO4)中砷的化合价为+5 价，
微溶于水生成亚砷酸，C 项
错误；
D．“砒霜毒尤烈，鼠雀食少许即死，猫犬食鼠雀亦殆”，砒霜可用于制造杀虫剂和灭鼠剂，D 项正确。
故选C。
7．（2023 秋·陕西西安·高三西北工业大学附属中学校考期末）研究表明，采用零价铁(ZVI)活化过硫酸钠
(Na2S2O8，其中S 为+6 价)可去除废水中的正五价砷[As(V)]，其反应机理模型如图所示(SO ●、●OH 表示
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自由基)，定义比表面积为单位质量的物质所具有的表面积。设阿伏加德罗常数的值为NA。下列叙述错误
的是
A．过硫酸钠中-2 价氧与-1 价氧的个数比为3：1
B．若56 g Fe 参加反应，被还原的S2O
小于1.5NA个
C．碱性条件下硫酸根自由基发生反应的方程式为SO ●+OH-=SO
+●OH
D．pH 越小，越有利于去除废水中的正五价砷
【答案】D
【详解】
A．过硫酸钠中的结构如图所示
，1 mol 过硫酸钠(过硫酸钠)含1 mol 过氧
键，即含有2 mol -1 价的O，则-2 价的O 为6 mol，所以-2 价氧与- 1 价氧的个数比为3 1∶，A 正确；
B．一个S2O
和一个Fe 反应生成两个
和一个Fe2+，该过程转移2 个电子，但是Fe2+还要与S2O
反应
变成Fe3+和自由基，因此56 g Fe 即1 mol 铁参加反应要消耗1.5 mol S2O
，共有1.5NA个被还原，B 正确；
C．结合图示可知，碱性条件下，硫酸根自由基发生反应的方程式为：SO ●+OH-=SO
+●OH，C 正确；
D．因为最后是将离子转变为沉淀析出，则溶液的碱性越强越有利于析出，即溶液的pH 越大，越有利于去
除废水中的正五价砷，D 错误；
故合理选项是D。
8．（2021 秋·江苏泰州·高三泰州中学校考阶段练习）一种处理强酸性高浓度砷(
)、
废液并回收
和海绵铜等的工艺流程如下：
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下列说法正确的是
A．试剂X 可以是
B．加入
发生反应后溶液的酸性增强
C．加入
的主要目的是将过量
氧化成
D．达标废液中含有的溶质主要为
【答案】D
【详解】
强酸性高浓度砷(AsO
)、Cu2+废液中加入NaHSO3溶液，析出HAsO2沉淀，过滤后可将HAsO2烘干使之分
解得As2O3，滤液中加入试剂X 为Fe，置换出Cu，经过滤可得到海绵Cu，滤液加入H2O2将Fe2+氧化为
Fe3+，并调节溶液pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，并过滤获得Fe(OH)3，废液中主要含有Na2SO4，以
此解答该题。
A．由分析可知置换出海绵铜的试剂X 为Fe，故A 错误；
B．加入亚硫酸氢钠，反应生成硫酸钠、HAsO2和水，反应的离子方程式为AsO
+HSO +2H+═SO
+HAsO2↓+H2O，反应后溶液的酸性减弱，故B 错误；
C．加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，通过调节溶液pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去，故C 错误；
D．流程中钠离子和生成的硫酸根离子没从体系中分离出去，故达标废液中含有的溶质主要为Na2SO4，故
D 正确；
故选：D。
9．（2023·山东·模拟预测）
(三氟化硼)熔点-127℃，沸点-100℃，水解生成
(硼酸，结构如图)和
(氟硼酸)，与氨气相遇立即生成白色的
(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是
29
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A．
和
中心硼原子杂化方式不同
B．
晶体含有6mol 氢键
C．
显酸性原因：
D．
结构式为
【答案】B
【详解】
A．
中心原子价层电子对数为3+
=3，
中心原子价层电子对数为4+
=4，二
者中心硼原子杂化方式不同，故A 正确；
B．1 个
参与6 个氢键的形成，每个氢键形成于两个硼酸分子之间，则1mol
晶体中含有6mol
=3mol 氢键，故B 错误；
C．
是一元弱酸，在水溶液中电离产生H+使溶液呈酸性，电离方程式为：
，故C 正确；
D．NH3中N 原子为sp3杂化，N 原子上有一对孤电子对，BF3中B 原子为sp2杂化，杂化轨道与F 原子形成
3 个共价键，故有一个2p 空轨道，与NH3形成配位键，
结构式为
，故D 正确；
30
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故选B。
10．（2023·河北·统考模拟预测）化学与科技、生产生活等各方面息息相关，下列说法错误的是
A．Ge 的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
B．2022 冬奥部分场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，其中碲和镉均属于过渡元素
C．牙膏中添加的SrF2、NaF 提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用相当
D．冬天前用石灰浆喷洒树皮可以杀死虫卵
【答案】B
【详解】
A．
是半导体材料，性质类似于晶体硅，可作为光电转化材料用于太阳能电池，故A 不符合题意；
B．碲为主族元素，故B 符合题意；
C．防治龋齿的有效成分是氟离子，在牙膏中添加的
或
均能防止龋齿，提供的氟离子浓度相等
时，它们防治龋齿的作用相当，故C 不符合题意；
D．冬天前用石灰浆喷洒树皮，使虫卵蛋白质在碱性环境下发生变性而死亡，故D 不符合题意；
故选B。
11．（2023·全国·高三专题练习）纯磷酸可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到。制备纯
磷酸的实验装置如图所示(夹持装置略)。已知：纯磷酸熔点为
，磷酸纯化过程需要严格控制温度和水
分，温度低于
易形成杂质
(熔点为
)，高于
则发生分子间脱水生成焦磷酸等。
下列说法错误的是
A．装置m 不能用球形冷凝管代替
B．实验选用水浴加热的目的包括使溶液受热均匀
C．磷酸过滤时需要控制温度低于
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D．磷酸中少量的水极难除去的原因是磷酸与水形成分子间氢键
【答案】C
【详解】
A．直形冷凝管一般用于冷凝收集；球形冷凝管一般用于冷凝回流，装置m 用于产物的冷凝收集，不能用
球形冷凝管代替，A 正确；
B．水浴加热可使溶液受热均匀，避免直接加热造成的局部过度剧烈与温度不可控。另外，水浴加热能最
大限度保证温度低于
，避免磷酸分子间脱水生成焦磷酸等，B 正确；
C．过滤温度低于
时，磷酸和
杂质均为固体，无法通过过滤除去杂质，应控制过滤温度
为
，使磷酸以晶体形式存在，而杂质
为液态，从而通过过滤除去杂质，C 错误；
D．磷酸的结构简式为
，其中的羟基可以与水分子形成氢键，从而提高除水难度，D 正确；
故答案为：C。
12．（2023 秋·海南三亚·高三统考期末）“价-类”二维图是学习元素化合物的重要载体，下图是短周期某
一卤族元素的“价-类”二维图。下列说法正确的是
A．该元素是卤族元素中的氟
B．a 的浓溶液分别与h、i 反应均可生成b
C．c 具有较强氧化性，是e 的酸酐
D．酸性：d<e<f
【答案】B
【详解】
该元素为短周期某一卤族元素，氟没有正价，所以该元素的Cl。
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A．卤族元素中的氟元素没有正价，A 错误；
B．根据化合价的变化规律，浓
能与含有
、
的盐反应生成
，B 正确；
C．c 为
，具有强氧化性，化合价与e 不同，不是e 的酸酐，C 错误；
D．酸性：
，D 错误；
故选B。
13．（2022 秋·四川成都·高三成都七中校考阶段练习）砷(As)位于元素周期表第四周期VA 族，As4O6的结
构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．通常状况下，39.6gAs4O6中含共价键数目为0.6NA
B．用单质制备1molAs4O6，需要消耗O2分子数为3NA
C．将0.1molAsH3氧化为H3AsO4转移电子数目为0.2NA
D．1L0.1mol·L-1Na3AsO4溶液中含AsO
数目为0.1NA
【答案】B
【详解】
A．39.6gAs4O6的物质的量是39.6g÷396g/mol=0.1mol，其中含共价键数目为1.2NA，A 错误；
B．用单质制备1molAs4O6，根据氧原子守恒可知需要消耗O2分子数为3NA，B 正确；
C．将0.1molAsH3氧化为H3AsO4，As 的化合价从-3 价升高到+5 价，则转移电子数目为0.8NA，C 错误；
D．1L0.1mol·L-1Na3AsO4溶液中酸根水解，其中含AsO
数目小于0.1NA，D 错误；
答案选B。
14．（2023 秋·辽宁朝阳·高三校联考期末）硼酸微溶于冷水，在水溶液中发生电离：
，使溶液显酸性，通常可通过乙硼烷(B2H6)水解制得硼酸：
。下列说法错误的是
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A．硼酸属于弱电解质
B．
中存在极性键和配位键
C．乙硼烷中硼元素的化合价为+3 价
D．硼酸与过量NaOH 溶液反应生成
和
【答案】D
【详解】
A．由硼酸的电离方程式知，硼酸是一元弱酸，A 项正确；
B．
中B 与O 之间存在配位键，O 和H 之间存在极性键，B 项正确；
C．电负性：
，所以乙硼烷中硼元素显
价，C 项正确；
D．硼酸是一元酸，根据电离方程式可知硼酸与过量NaOH 溶液反应生成
，D 项错误；
故选D。
15．（2023·湖南长沙·长郡中学校考一模）工业上制一元弱酸——硼酸
常采用硼镁矿(含
、
及少量
、
)经
溶液溶浸后通过一系列反应制得。下列有关反应
及离子方程式均正确的是
A．硼酸的解离反应方程式：
B．用
溶液检验溶浸后溶液是否含有
：
C．
溶于
溶液：
D．
溶于
溶液：
【答案】A
【详解】
A．B 与Al 为同主族相邻元素，性质相似，都为一元弱酸，解离方程式类似，硼酸的解离反应方程式：
，A 正确；
B．
与
的反应为可逆反应，应用可逆符号表示，B 错误；
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C．
会与氨水反应生成
和
，由此可推测
难溶于
溶液，C 错误；
D．B 为非金属元素，不存在
，应为
，D 错误；
故答案选A。
16．（2022·安徽·高三校联考阶段练习）磷是一种重要的元素。回答下列问题：
(1)磷的氢化物在空气中能自燃，写出磷的最简单氢化物的电子式： ，白磷也能自燃且有剧
毒，
溶液可作白磷中毒的内服解毒剂，请配平该反应的化学方程式：
_____
___
_____
_____
_____
_____
(2)次磷酸(
)是一种精细磷化工产品，在工业生产中有广泛的用途。已知6.6 g
最多可中和100
mL 1mol·L
NaOH 溶液，则次磷酸中磷的化合价为 价，它是 元酸。利用
和
溶液在酸性条件下进行化学镀银的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：4，写出相应的离子
方程式： 。
(3)已知
是二元酸，常温下电离常数分别为0.01、
。
①
与足量NaOH 溶液反应的化学方程式为 ，下列对
的分类
中错误的是 (填字母)。
A．酸式盐 B．正盐 C．钠盐 D．磷酸盐
②亚磷酸可使酸性
溶液褪色，该反应生成
和
的离子方程式为
。
③常温下，
，则
与足量
溶液混合反应时，消耗的酸与盐的物质
的量之比为 。
【答案】
(1)
11
60
96
20
24
60
(2)+1 一
(3)
AD
1：1
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【详解】
（1）磷的最外层电子数为5，所以磷的最简单氢化物为：
，电子式为：
； 根据反应
，
生成
和
，
的化合价变化，
生成
，
元素的化合价变化，根据整体配平法，生成
，化合价降低6，生成
，化合价升高5，找最小公
倍数，再将化学计量数化整，最后得方程式：11
60
96
20
24
60
（2）根据正负化合价的代数和为0，
中
的化合价为+1 价；6.6 g
为0.1mol，与
溶液
反应时最多消耗0.1mol 的
，所以
为一元酸；利用
和
溶液在酸性条件下进行化
学镀银的反应为：
，还原剂为：
，因为
中
为+1 价，所以
M 中
为+5 价，故氧化产物为
，该反应离子方程式为：
（3）①
为二元酸，与足量
溶液反应时，1mol
消耗2mol
，所以反应方程式为：
；
为正盐和钠盐，所以不正确的选AD；
②
具有强氧化性，与亚磷酸反应，生成
和
，根据化合价升降守恒和电荷守恒，离子方
程式为：
③常温下，
，
的
= 0.01、
=
，酸性：
>
>
，
与足量
溶液混合反应为：
，所以
和
物质的量之比为：1:1
17．（2022 秋·广东·高三校联考阶段练习）
(六氟锑酸钠)是光化学反应的催化剂。我国科学家开发
一种以锑矿(主要含
、
，还含少量
、CuO 等)为原料制备
的工艺流程如图所示。
已知：
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①
的化学性质类似于
，
溶于NaOH 依溶液；
②
难溶于水，
易溶于水；
③常温下，
。
回答下列问题：
(1)
的组成元素中第一电离能最大的是 (填元素符号)。
(2)“碱浸”前，先将锑矿粉碎过筛的目的是 。
(3)“除杂”时生成CuS 的化学方程式为 ，“除杂”结束后溶液中
，此时溶液中
。
(4)“转化”中
与
溶液发生反应，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
；分离出
的操作是 (填名称)；“转化”时适当加热可提高反应速率，但是温
度过高，转化效率降低，其主要原因是 。
(5)“氟化”中加入氢氟酸，“氟化”不能使用陶瓷容器，其主要原因是 。
【答案】
(1)F
(2)增大固体和液体接触面积
(3)
(4)
过滤 温度过高，双氧水分解加快，反应物浓度降低
(5)陶瓷的主要成分是硅酸盐，HF 与硅酸盐反应
【详解】
锑矿粉(主要含Sb2O3、Fe3O4、Sb2S3、CuO 等)加NaOH 溶液、Na2S2O3溶液进行碱浸、还原，过滤除去不溶
的Fe3O4、CuO，Sb2O3、Sb2S3直接与碱反应，Sb 元素转化为NaSbO2，Sb2S3中的S 元素转化为Na2S；含
NaSbO2、Na2S 的溶液加硫酸铜将硫离子转化为CuS，将过量的氢氧根离子转化为氢氧化铜除去，得到主要
溶质为NaSbO2的溶液，NaSbO2溶液加过氧化氢、浓NaOH 转化得到NaSbO3·3H2O，再用HF 进行氟化得
到NaSbF6。
（1）非金属性越强，第一电离能越大，
的组成元素中第一电离能最大的是F；
（2）粉碎可以增大接触面积，加快反应速率，“碱浸”前，先将锑矿粉碎过筛的目的是增大固体和液体
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接触面积；
（3）“除杂”时Na2S 和CuSO4反应生成CuS 沉淀，化学方程式为
，“除
杂”结束后溶液中
，此时溶液中
mol/L=
mol/L；
（4）由分析可知，向滤液2 中加入H2O2和浓NaOH 溶液将NaSbO2转化为NaSbO3·3H2O 晶体，根据氧化
还原反应配平可得“转化”步骤发生反应的化学方程式为NaSbO2+H2O2+2H2O=NaSbO3·3H2O，该反应中氧
化剂与还原剂的物质的量之比为
；
作为晶体析出，分离出
的操作是过滤；
双氧水受热易分解，“转化”时适当加热可提高反应速率，但是温度过高，转化效率降低，其主要原因是
温度过高，双氧水分解加快，反应物浓度降低；
（5）陶瓷成分为硅酸盐，含二氧化硅，氢氟酸可以和二氧化硅反应，“氟化”不能使用陶瓷容器，其主
要原因是陶瓷的主要成分是硅酸盐，HF 与硅酸盐反应。
18．（2022 秋·山东济宁·高三济宁市育才中学统考阶段练习）砷(As)的某些化合物具有独特的性质与用
途，如
在医药、电子等领域有重要应用。某化工厂利用含硫化砷(As2S3)的废料制取As2O3(微溶于水)
的流程如下。
回答下列问题：
(1)砷与磷是同主族的相邻元素，其在周期表中的位置是 ，从物质化学性质角度看，
不可能是 (填“酸”、“碱”或“两”)性氧化物。
(2)碱浸液中溶质主要为
和
与NaOH 反应的离子方程式：
。
(3)脱硫后以
的形式存在，写出
与
反应的化学方程式：
。还原后砷以
形式存在，则通入
的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
。
(4)还原后加热溶液，
分解为
，结晶得到相
，
在不同温度和不同浓度硫酸中的溶
解度(S)曲线如图所示，为了提高粗
的沉淀率，“结晶”过程进行的操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过
滤，洗涤，在此过程中应控制的条件为 。
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(5)在工业生产中，最后一步所得滤液可循环使用，其目的是 。
【答案】
(1)第四周期VA 族 碱
(2)
(3)
1：1
(4)调节硫酸浓度约为7mol/L，并将温度冷却至25℃
(5)最后一步所得滤液中依然含有砷元素，循环使用可以提高砷的回收率
【详解】
由题给流程可知，向废料中加入氢氧化钠溶液碱浸，将硫化砷转化为Na3AsO3和Na3AsS3，向碱浸后的溶
液中通入氧气，将Na3AsO3和Na3AsS3转化为Na3AsO4和硫沉淀，过滤得到硫和Na3AsO4溶液；向溶液中加
入稀硫酸酸化后，通入二氧化硫将Na3AsO4还原为H3AsO3，H3AsO3和硫酸钠混合溶液经一系列操作得到
三氧化二砷和含有砷元素的料液。
（1）磷元素位于元素周期表第三周期VA 族，由砷与磷是同主族的相邻元素可知，砷元素位于元素周期表
第四周期VA 族，砷元素是非金属元素，所以三氧化二砷不可能是碱性氧化物，故答案为：第四周期VA
族；碱；
（2）由分析可知，三硫化二砷与氢氧化钠溶液反应生成Na3AsO3、Na3AsS3和水，反应的离子方程式为
，故答案为：
；
（3）由分析可知，Na3AsS3溶液与氧气反应生成Na3AsO4和硫沉淀，反应的化学方程式为
；通入二氧化硫的目的是二氧化硫与Na3AsO4溶液发生氧化还原反应生成
H3AsO3和硫酸钠，由得失电子数目守恒可知，氧化剂Na3AsO4与还原剂二氧化硫的物质的量之比为1：1，
故答案为：
；1：1；
（4）由图可知，硫酸浓度为7mol/L、温度为25℃时三氧化二砷的溶解度最小，沉淀率最大，则结晶过程
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中应控制的条件为调节硫酸浓度约为7mol/L，并将温度冷却至25℃，故答案为：调节硫酸浓度约为
7mol/L，并将温度冷却至25℃；
（5）由分析可知，最后一步所得滤液中依然含有砷元素，循环使用可以提高砷的回收率，所以在工业生
产中，最后一步所得滤液应循环使用，故答案为：最后一步所得滤液中依然含有砷元素，循环使用可以提
高砷的回收率。
19．（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）为测定某氟化稀土样品中氟元素的质量分
数，某化学兴趣小组进行了如下实验。利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(低沸点酸)蒸
出，再进行酸碱滴定来测定含量。实验装置如图所示。
(1)装置c 的名称是 。玻璃管a 的作用为 。
(2)实验步骤：①连接好实验装置；检查装置气密性；②往c 中加入
氟化稀土样品和一定体积的高氯
酸，f 中盛有滴加了酚酞的NaOH 溶液。加热装置b、c。
①下列物质中可用来代替高氯酸的是 (填字母)。
a.硫酸 b.盐酸 c.硝酸 d.磷酸
②水蒸气发生装置的作用是 。
(3)定量测定：将f 中得到的馏出液配成
溶液，取出
加入
溶液中，得到
沉淀(不考虑其他沉淀的生成)，再用
标准溶液滴定剩余
(
与EDTA 按
络
合)，消耗EDTA 标准溶液
，则氟化稀土样品中氟元素的质量分数为 。
(4)问题讨论：若观察到f 中溶液红色褪去，则可采用的最简单的补救措施是 。否则会使实验结果
(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。实验中除有
气体生成外，可能还有少量
(易水解)气体生
成。若有
生成，则实验结果将不受影响。理由是 。
【答案】
(1)三颈烧瓶 平衡压强，防止烧瓶中压强过大引起爆炸
(2)ad 使水蒸气进入到c 中，把c 中产生的HF 全部赶到f 中，减少实验误差
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(3)
×100%
(4)添加NaOH 溶液 偏低 SiF4气体进入到f 中进行水解，重新生成HF，被溶液吸收，氟元素没有
损失，所以对实验结果没有影响
【详解】
为测定某氟化稀土样品中氟元素的质量分数，某化学兴趣小组进行了实验，加热b 中的水产生水蒸气通入
c 中，装置c 中利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(低沸点酸)蒸出，再用装置b 产生的
水蒸气将HF 吹至装置F 中冷凝收集，最后用滴定法测定氟含量。
（1）装置c 的名称是三颈烧瓶，a 为长玻璃管，主要是平衡压强，防止烧瓶中压强过大引起爆炸。
（2）①利用高氯酸为高沸点酸将样品中的氟元素转化为氟化氢低沸点酸蒸出。
a．硫酸是难挥发性酸沸点高，可代替高氯酸，a 正确；
b．盐酸是易挥发性酸，不符合要求，b 错误；
c．硝酸为易挥发性酸，不符合要求，c 错误；
d．磷酸为高沸点酸，难挥发，可代替高氯酸的，d 正确；
故合理选项是ad；
②水蒸气发生装置b 的作用是使水蒸气进入到c 中，把c 中产生的HF 全部赶到f 中，减少实验误差。
（3）La3+分为两个部分，一部分与F−反应，比例为1 3∶，另一部分与EDTA 结合，比例为1 1∶，EDTA 消耗
的La3+为cV2×10−3mol，F−消耗的La3+为(aV1-cV2)×10−3mol，20mL 溶液中F−的物质的量为
mol，100mL 溶液中F−的物质的量为
，氟的质量分数为
×100%=
×100%。
（4）f 中的NaOH 溶液是为了吸收挥发出来的HF，避免F 元素的损失，当溶液红色褪去，说明NaOH 几
乎没有，会导致氟的质量分数偏低，此时只需要再添加NaOH 溶液；SiF4气体进入到f 中进行水解，重新
生成HF，被溶液吸收，氟元素没有损失，所以对实验结果没有影响。
20．（2023 春·浙江杭州·高三学军中学校考阶段练习）三氯氧磷
是一种化工原料，可用于制取有机
磷农药，长效磺胺药物等，还可用作染料中间体、有机合成的氯化剂和催化剂、阻燃剂等。利用
和
为原料可制备三氯氧磷，其制备装置如图所示(夹持装置略去)：
41
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已知
和三氯氧磷的性质如表：
熔点
沸点/
其它物理或化学性质
76.0
和
互溶，均为无色液体，遇水均剧烈水
解，发生复分解反应生成磷的含氧酸和
1.25
106.0
回答下列问题：
(1)仪器乙的名称是 ，进水口为 (填“a”或“b”)。
(2)装置B 中长颈漏斗的作用是 。
(3)干燥管中碱石灰的作用 。
(4)装置C 中发生反应的化学方程式 ，用温度计控制温度在
之间，温度
不宜过高也不宜过低的原因是 。
(5)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中
元素含量，实验步骤如下：
I．取
产品于锥形瓶中，加入足量
溶液待完全水解后加稀硝酸至溶液呈酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入
的
溶液
，使
完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入
硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用
溶液滴定过量
至终点，记录所用体积为
。
已知：
。
①滴定选用的指示剂是 (填字母)。
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a．
b．
c．淀粉 d．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是 。
③所测
元素含量为 (列出表达式)。
【答案】
(1)球形冷凝管或冷凝管 a
(2)平衡气压(或与大气相通，保持装置压强恒定或防止装置内压强过大)
(3)防止空气中的水蒸气进入装置C 导致产物水解或防止空气中的水进入
(4)
温度低，反应速率慢，温度高，原料易挥发，利用率低
(5)b 使生成的沉淀被硝基苯覆盖，防止(或减少)
转化为
【详解】
A 装置中用双氧水与二氧化锰反应制备氧气，通过加入双氧水的量，可以控制产生氧气的速率，氧气中含
有的水蒸气用浓硫酸除去，装置B 中有长颈漏斗，可以平衡装置内外的压强，起到安全瓶的作用，纯净的
氧气与三氯化磷在装置C 中反应生成POCl3，为了控制反应速率，同时防止三氯化磷挥发，反应的温度控
制在60 ~ 65℃，所以装置C 中用水浴加热，POCl3遇水剧烈水解为含氧酸和氯化氢，为防止空气中水蒸气
进入装置，同时吸收尾气，所以在装置的最后连有碱石灰的干燥管。
（1）根据装置图，仪器乙为球形冷凝管，为了提高冷却效果，应该从冷凝管的下口进水，即进水口为a；
故答案为：球形冷凝管；a。
（2）装置B 中所装试剂为浓硫酸，用于干燥氧气，装置B 中的长颈漏斗可以调节装置内气体压强，使装
置B 起到安全瓶的作用；
故答案为：平衡气压(或与大气相通，保持装置压强恒定或防止装置内压强过大)
（3）POCl3遇水剧烈水解，因此干燥管中碱石灰的作用为：避免空气中的水进入装置C 导致产物水解；
故答案为：防止空气中的水蒸气进入装置C 导致产物水解或防止空气中的水进入。
（4）装置C 中三氯化磷和氧气发生氧化还原反应生成POCl3，反应的化学方程式为：
；
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根据上面的分析可知，反应温度应控制在
，原因是温度过低，反应速率过慢，温度过高，三氯化
磷易挥发，利用率低；
故答案为：
；温度低，反应速率慢，温度高，原料易挥发，利用率低。
（5）用
溶液滴定过量的银离子至终点，当滴定达到终点时，
稍过量一点，加
入
作指示剂，铁离子与硫氰酸根离子反应使溶液变红，故选b；
加入少量硝基苯可将生成的氧化银沉淀与溶液隔开，如果不加硝基苯，根据
，可
知在水溶液中部分氯化银可以转化为AgSCN，使得实验中生成的AgSCN 偏多，测定结果将偏小；
，则
，所测Cl 元
素含量为
；
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