1、微题型39 非金属及其化合物制备流程与实验探究（一）（Si、N、P、As）1硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH3和SiH4(甲硅烷)在一定条件下反应，并在加热基板上生成氮化硅膜：3SiH44NH3Si3N412H2。以硅化镁为原料制备甲硅烷的反应和工业流程如下：反应原理：4NH4ClMg2Si4NH3SiH42MgCl2(H0)NH4Cl中的化学键类型有_，SiH4的电子式为_。上述生产甲硅烷的过程中液氨的作用是_。氨气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式：_，实
2、验室可利用如右图所示装置完成该反应。在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是_。(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)难溶于水，在医药上可作抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余的酸之外，生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_。将0.184g三硅酸镁加入到50mL0.1molL1盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1molL1NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30mL，则Mg2Si3O8nH2O中的n值为_。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为260gmol1；在此条件下Mg2不与OH
3、发生反应。)2(2020海口调研)工业上常用亚硝酸钠(NaNO2)作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂。某兴趣小组用下列装置制备NaNO2并探究NO、NO2的某一化学性质。已知：2NONa2O2=2NaNO2；NO能被酸性KMnO4氧化成NO，MnO被还原为Mn2。请回答下列问题：(1)装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为_。(2)用上图中的装置制备NaNO2，其连接顺序为a_h(按气流方向，用小写字母表示)，此时活塞K1、K2如何操作_。(3)E装置发生反应的离子方程式是_。(4)通过查阅资料，NO2或NO可能与溶液中Fe2发生反应。某同学选择上述装置并按ACE顺序连接，E中装入Fe
4、SO4溶液，进行如下实验探究。步骤操作及现象关闭K2，打开K1，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色停止A中反应，打开弹簧夹和K2、关闭K1，持续通入N2一段时间更换新的E装置，再通一段时间N2后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤中相同步骤操作的目的是_；步骤C瓶中发生反应的化学方程式为_；通过实验可以得出：_(填“NO2、NO”中的一种或两种)和溶液中Fe2发生反应使溶液呈深棕色。3(2019郑州模拟)磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的PH3气体(熔点为132，还原性强、易自燃)，可用于粮食熏蒸杀虫。卫生安全标准规定
5、：当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05mgkg1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量：操作流程安装吸收装置PH3的产生与吸收转移KMnO4吸收溶液亚硫酸钠标准溶液滴定。实验装置C中盛100g原粮，D中盛有20.00mL1.12104molL1KMnO4溶液(H2SO4酸化)。请回答下列问题：(1)仪器C的名称是_；原粮最好先打成粉末，其原因是_。(2)磷化钙与水反应的化学方程式为_；检查整套装置气密性良好的方法是_。(3)A中盛装KMnO4溶液的作用是除去空气中的还原性气体；B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止_；通入空气的作用是_。(4)D中P
6、H3被氧化成磷酸，所发生反应的离子方程式为_。(5)把D中吸收液转移至容量瓶中，加水稀释至250mL，取25.00mL于锥形瓶中，用5.0105molL1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗Na2SO3标准溶液11.00mL，则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为_mgkg1，该原粮质量_(填“合格”或“不合格”)。4(2019西安调研)砷(As)及其化合物在生产、医疗、科技等方面有许多应用。(1)中国自古就有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)都是自然界中常见的砷化物，早期都曾用作绘画颜料，因都有抗病毒疗效也用来入药。一定条件下，雌黄和雄黄的转
7、化关系如图所示。砷元素有2、3、5等常见价态。雌黄和雄黄中S元素的价态相同，其价态是_。中发生反应的离子方程式是_。中，雄黄在空气中加热至300会产生两种物质，若4.28gAs4S4反应转移0.28mole，则a为_(填化学式)，砒霜(As2O3)可用双氧水将其氧化成H3AsO4而除去，该反应的化学方程式为_。(2)AsH3是一种很强的还原剂，室温下，0.4molAsH3气体在空气中自燃，氧化产物为As2O3固体，放出bkJ热量，AsH3自燃的热化学方程式是_。(3)将Na3AsO3(aq)I2(aq)H2O(l)Na2HAsO4(aq)NaI(aq)HI(aq)设计成原电池如图1所示，放电时
8、电流强度(I)与时间关系如图2所示。图2中表示在该时刻上述可逆反应达到平衡状态的点是_(填字母)。已知：a点对应图1中电流由C1极经外电路流向C2极。则d点对应的负极反应式为_。图2中，bc改变的条件可能是_(填字母)，cd电流强度变化的原因是_。A向左室中加入适量的浓Na3AsO3溶液B向左室中加入适量的烧碱溶液C向右室中加入适量的浓KI溶液D向右室中加入适量的稀硫酸答案精析1(1)极性共价键、离子键吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可)4NH35O24NO6H2ONH4NO3(或硝酸铵)(2)Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O62
9、(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)deb(或c)c(或b)f(或g)g(或f)关闭K1，打开K2(3)3MnO4H5NO=3Mn25NO2H2O(4)排尽装置中残留的NO23NO2H2O=2HNO3NONO解析(2)A中生成NO2，根据已知可知，生成的NO2先通入C中的水中生成NO，然后干燥除去H2O再与Na2O2反应制备NaNO2，最后用酸性KMnO4吸收尾气NO。在操作时注意将反应装置中的空气排尽。(4)根据实验可知NO和Fe2反应。3(1)三颈烧瓶使原粮中的磷化物与水充分反应(2)Ca3P26H2O=3Ca(OH)22PH3关闭K1、打开K2，用抽气泵缓慢
10、抽气，若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则装置气密性良好(或在D左边用橡胶管和止水夹封闭、关闭K2用压差法；或关闭分液漏斗旋塞后对C加热法)(3)装置C中生成的PH3被氧化吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收(4)5PH38MnO24H=5H3PO48Mn212H2O(5)0.0085合格解析(3)依据装置图中的试剂选择分析判断，高锰酸钾是强氧化剂可以吸收空气中的还原性气体；焦性没食子酸先和碱反应，再和氧气反应可以吸收氧气；若不吸收氧气，PH3被氧气氧化；准确测定PH3的含量，需要用高锰酸钾溶液全部吸收，避免产生较大误差，通入空气的作用是保证PH3全部被吸收。(4)PH3被酸性高锰酸
11、钾氧化成磷酸，高锰酸钾被还原为锰离子，离子方程式为5PH38MnO24H=5H3PO48Mn212H2O。(5)依据滴定反应：2KMnO45Na2SO33H2SO4=2MnSO4K2SO45Na2SO43H2O,2KMnO45Na2SO3：未反应的高锰酸钾的物质的量为0.011 L5.0105 molL12.2106 mol。与PH3反应的高锰酸钾物质的量1.12104 molL10.02 L2.2106 mol4.0108 mol。根据反应关系式5PH38KMnO4，PH3物质的量为4.0108 mol2.5108 mol，则PH3的质量分数0.008 5 mgkg1，所以该原粮质量合格。4(1)24H2Sn22As2S3=2H2S2Sn4As4S4SO2As2O32H2O2H2O=2H3AsO4(2)2AsH3(g)3O2(g)=As2O3(s)3H2O(l)H5bkJmol1(3)bAsO2eH2O=HAsOHAB随着正反应进行，反应物浓度下降，反应速率下降，单位时间转移的电子(电量)减少
