1、知识拓展专题N2H4、H3PO2及砷的化合物1N2H4(1)碱性:二元弱碱,碱性比NH3弱。在水中的电离方式与氨相似,分两步进行:N2H4H2ON2HOH、N2HH2ON2HOH。(2)强还原性:水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质,如2N2H4H2O2Ag=2Ag2NHN22H2O;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。2As2O3、As2O5和As2S3(1)As2O3俗称砒霜,微溶于水生成亚砷酸(H3AsO3),可被过氧化氢氧化成砷酸(H3AsO4),属于两性氧化物:As2O36NaOH=2Na3AsO33H2O,As2O36HCl=2AsCl3
2、3H2O。(2)As2O5对热不稳定,在熔点(300)附近即失去O变成As2O3。(3)As2S3俗称雌黄,可溶于碱性硫化物或碱溶液中:As2S33Na2S=2Na3AsS3,As2S36NaOH=Na3AsS3Na3AsO33H2O。也可以与SnCl2、发烟盐酸反应转化为雄黄(As4S4):2As2S32SnCl24HCl=As4S42SnCl42H2S。雄黄和雌黄均可以与氧气反应生成As2O3。1实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为_。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为_。联氨是一种常用的还原剂,向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是_。答案NaClO
3、2NH3=N2H4NaClH2ON2H6(HSO4)2固体逐渐变黑,并有气泡产生2H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:_。答案2P43Ba(OH)26H2O=3Ba(H2PO2)22PH33工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式:_。答案2As2S35O26H2O=4H3AsO46S4(2019广东惠州4月模拟)利用尿素制备N2H4H2O(水合肼)的实验流程如图1所示:已知:氯气与烧碱
4、溶液的反应是放热反应;N2H4H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。(1)步骤制备NaClO溶液时,若温度为41,测得产物中除NaClO外还含有NaClO3,且两者物质的量之比为51,该反应的离子方程式为_。(2)实验中,为使步骤中反应温度不高于40,除可采用冷水浴之外,还可采取的措施是_。(3)步骤合成N2H4H2O(沸点118.5)的装置如图2所示。NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2(沸点196.6)水溶液在40以下反应一段时间后,再迅速升温至110继续反应。使用冷凝管的目的是_。滴液漏斗内的试剂是_;若滴液漏斗内液体滴加过快,发生的副反应的化学方程式为_;将滴液漏斗内的
5、液体加入三颈烧瓶内的操作是_。写出流程图中生成水合肼反应的化学方程式:_。(4)蒸馏得到水合肼粗产品,称取馏分0.3000g,加水配成20.0mL溶液,在一定条件下,用0.5500molL1的碘的标准溶液滴定。已知:N2H4H2O2I2=N24HIH2O。滴定时,选用的指示剂为_。达到滴定终点时消耗碘的标准溶液20.00mL,馏分中N2H4H2O的质量分数为_(保留4位有效数字)。答案(1)8Cl216OH=5ClOClO10Cl8H2O(2)减缓Cl2的通入速率(3)冷凝回流水合肼,提高水合肼的产率NaClO碱性溶液N2H4H2O2NaClO=N23H2O2NaCl打开滴液漏斗颈上的玻璃塞,
6、再拧开下面的活塞使漏斗内的液体缓缓流下NaClOCO(NH2)22NaOH=NaClN2H4H2ONa2CO3(4)淀粉溶液91.67%解析(1)若温度为41,产物中除NaClO外还有NaClO3,Cl元素的化合价均升高,则还应有部分Cl元素的化合价降低,即有NaCl生成,根据NaClO和NaClO3的物质的量之比为51,结合得失电子守恒,可知ClO、ClO、Cl的化学计量之比为5110,故反应的离子方程式为8Cl216OH=5ClOClO10Cl8H2O。(2)氯气与烧碱溶液的反应是放热反应,可通过减缓Cl2的通入速率,避免反应过于剧烈放出大量的热而导致反应温度高于40。(3)使用冷凝管,可
7、起到冷凝回流、减少挥发损失、提高水合肼产率的作用。为了避免生成的N2H4H2O与NaClO剧烈反应生成N2,需要控制NaClO碱性溶液的滴加速率和量,则实验中通过滴液漏斗滴加的溶液应是NaClO碱性溶液;若滴液漏斗内液体滴加过快,发生已知信息中的反应,即N2H4H2O2NaClO=N23H2O2NaCl,放出滴液漏斗的液体,需要先打开滴液漏斗颈上的玻璃塞,然后拧开下面的活塞。根据流程图,NaClO和CO(NH2)2在NaOH溶液中反应生成水合肼和碳酸钠,反应的化学方程式为NaClOCO(NH2)22NaOH=NaClN2H4H2ONa2CO3。(4)淀粉遇碘单质变蓝,因此有碘单质参与反应或生成
8、时,可选择淀粉溶液作指示剂。根据关系式N2H4H2O2I2,n(N2H4H2O)n(I2)0.020L0.5500molL15.5103mol,则N2H4H2O的质量分数为100%91.67%。5(2019成都3月二诊)NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水,水溶液呈中性,具有强还原性,可用于化学镀银、镍、铜等。一种以泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2H2O的工艺流程如图所示:已知:P4与Ca(OH)2、NaOH的反应主要有.3Ca(OH)22P46H2O=3Ca(H2PO2)22PH3.3NaOHP43H2O=3NaH2PO2PH3(1)已知
9、H3PO2是一元中强酸,NaH2PO2是_(填“正盐”或“酸式盐”)。(2)尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2,离子方程式为_,从吸收液中获得NaH2PO2H2O的操作为_、_、过滤、洗涤和干燥。(3)用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni,同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为_。(4)“滤渣2”的主要成分为_(填化学式)。(5)“过滤2”的滤液需要用Ag2SO4、Ba(OH)2溶液除去其中Cl,加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多,其主要原因是_。(6)在工业上,可以用惰性电极电解NaH2PO2溶液制取磷酸,请写出其阳极反应式:_。答案(1)正盐(2)PH32ClO
10、OH=H2PO2ClH2O蒸发浓缩冷却结晶(3)2NiCl2NaH2PO22H2O=2NiH3PO4NaCl3HCl(4)CaCO3、Al(OH)3(5)过量的Ag会氧化H2PO(6)H2PO4e2H2O=H3PO43H解析(1)H3PO2是一元中强酸,在溶液中部分电离生成氢离子和酸根离子,电离方程式为H3PO2HH2PO,H2PO不能再电离,则NaH2PO2为正盐。(2)根据题中所给信息,PH3与NaClO反应生成NaH2PO2和NaCl,反应的离子方程式为PH32ClOOH=H2PO2ClH2O,从吸收液中获得NaH2PO2H2O,需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。(3)根据题意,
11、NiCl2中Ni元素转化成Ni单质,H2PO转化为H3PO4,氯化物应有NaCl,依据得失电子守恒写出2NiCl2NaH2PO22NiH3PO4NaCl,产物有H3PO4,说明该溶液呈酸性,左边少O元素,补H2O,右边少H元素和Cl元素,补HCl,配平得2NiCl2NaH2PO22H2O=2NiH3PO4NaCl3HCl。(4)“调pH”过程中可除去Ca2和Al(OH)4,CO2与碱反应生成CO,CO与Ca2反应生成CaCO3,Al(OH)4与CO2、H2O反应可生成Al(OH)3,因此“滤渣2”的成分是CaCO3和Al(OH)3。(5)根据题干信息,NaH2PO2具有强还原性,可用于化学镀银,Ag具有氧化性,因此加入Ag2SO4溶液不宜过量太多,否则过量的Ag会氧化H2PO。(6)NaH2PO2具有较强的还原性,用惰性电极进行电解时,阳极上H2PO失电子,其阳极反应式为H2PO4e2H2O=H3PO43H。