高中化学磷试题

三氯化磷（）和三氯氧磷（POCl₃）是两种遇水会强烈水解的物质。PCl₃是合成药物的重要化工原料；POCl₃用于制取染料中间体，有机合成的氯化剂、催化剂和阻燃剂，还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
I.白磷和Cl₂化合制PCl₃
已知白磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅；PCl₃遇O₂会生成POCl₃；POCl₃能溶于PCl₃。实验室制取PCl₃的装置示意图和有关数据如下：

实验过程中要加入白磷、通入CO₂、通入Cl₂、加热，实验时具体的操作顺序是：打开K₂，使体系中充满CO₂，再加入白磷，打开K₁，通入氯气，再加热。
（1）干燥管中碱石灰的作用是_______________。
（2）PCl₃强烈水解的产物是H₃PO₃和HCl，PC1₃遇水所得溶液中除OH^-之外其它离子的浓度由大到小的顺序是____________________（己知亚磷酸H₃PO₃是二元弱酸：H₃PO₃H⁺+ H₂PO₃^-，H₂PO₃^-H⁺+HPO₃^2-）。
（3）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PC1₅等，PC1₅先用白磷除去后，再用____________方法除去PC1₃中的POCl₃制备纯净的PCl₃。
A．萃取            B．过滤           C．蒸馏            D．蒸发结晶
II.氯化水解法生产POC1₃
主要反应是：PC1₃+C1₂+H₂O=POC1₃+2HCl，流程如下：

（1）若将0.01mol POCl₃加到水中水解，再与含2.4gNaOH的溶液混合充分反应，并配成1L的溶液，取出少量的溶液于试管中，再向其中逐滴加入0.010mol/L的AgNO₃溶液，则先产生的沉淀是_____________[已知Ksp(Ag₃PO₄)=1.4×10^-16，Ksp(AgCl)=1.8×10^-10]。
（2）通过下列方法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
A．取ag产品于锥形瓶中，加入足量NaOH 溶液，再加稀硝酸至酸性。
B．向锥形瓶中加入0.1000 mol/L的AgNO₃溶液40.00mL，使Cl^-完全沉淀。
C．向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
D．加入指示剂，用cmol/LNH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积bmL。
己知：AgSCN是白色沉淀，Ksp(AgSCN)=2×10^-12
①滴定选用的指示剂是_____________(填字母序号)，滴定终点的现象为_________________。
A．FeCl₂     B．NH₄Fe(SO₄)₂     C．淀粉          D．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止沉淀转化生成AgSCN而导致数据不准确。如无此操作，所测Cl元素含量将会______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③根据上面实验数据计算三氯氧磷产品中Cl元素的含量为______________。

(13分)半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷(PCl₃)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl₂模拟工业生产制取PCl₃，装置如下图所示：（部分夹持装置略去）

已知：
①黄磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅。
②PCl₃遇水会强烈水解生成H₃PO₃和HCl；
③PCl₃遇O₂会生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃。
④PCl₃、POCl₃的熔沸点如表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为____________。
（2）B中所装试剂是_______；F中碱石灰的作用有两种，分别是______、_______。
（3）实验时，检查装置气密性后，先打开K₃通入干燥的CO₂，再迅速加入黄磷。通干燥CO₂的作用是_______。
（4）粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入黄磷加热除去PCl₅后，通过_____（填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl₃。
（5）实验结束时，可以利用C中的试剂吸收多余的氯气，C中反应的离子方程式为_______。
（6）通过下面方法可测定产品中PCl₃的质量分数：
①迅速称取1.00g产品，加水反应后配成250mL溶液；
②取以上溶液25.00mL，向其中加入10.00mL 0.1000mol/L碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0.1000mol/L的Na₂S₂O₃，溶液滴定；
④重复②、③操作，平均消耗Na₂S₂O₃溶液8.40mL。
已知：H₃PO₃+I₂＝H₃PO₄+2HI，I₂+2Na₂S₂O₃＝2NaI+Na₂S₄O₆，假设测定过程中没有其他反应，该产品中PCl₃的质量分数为_________。

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄·H₂O）。
CO(NH₂)+2NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
NaClO过量时，易发生N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+2NaCl+3H₂O
实验一：制备NaClO溶液．（实验装置如图1所示）

（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有______________（填标号）；
A．容量瓶      B．烧杯      C．烧瓶      D．玻璃棒
（2）锥形瓶中发生反应的化学方程式是______________；
实验二：制取水合肼．（实验装置如图2所示）
控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应．加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108～114℃馏分。
（已知：N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+3H₂O+2NaCl）
（3）分液漏斗中的溶液是_______（填标号）；
A．CO(NH₂)₂溶液
B．NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是______________；
实验三：测定馏分中肼含量
称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，加水配成250mL溶液，移出25.00mL，用0.1000mol•L^-1的I₂溶液滴定．滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O）
（4）滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，用离子方程式解释其原因______________；
（5）实验测得消耗I₂溶液的平均值为18.00mL，馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数为___________；

(12分)(NH₄)₂SO₄是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH₄)₂SO₄在260℃和400℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）

实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）。通入N₂排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N₂。品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO₄^2-。
（1）仪器X的名称是________。
（2）滴定前，下列操作的正确顺序是_________(填字母编号)。
a．盛装0.2000mol/L NaOH溶液      
b．用0.2000mol/L NaOH溶液润洗
c．读数、记录     
d．查漏、清洗       
e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
（3）装置B内溶液吸收气体的物质的量是________mol。
实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N₂排尽空气后，于400℃加热装置A至(NH₄)₂SO₄完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N₂。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO₃^2－，无SO₄^2－。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
（4）检验装置D内溶液中有SO₃^2－，无SO₄^2－的实验操作和现象是__________。
（5）装置B内溶液吸收的气体是____________。
（6）(NH₄)₂SO₄在400℃分解的化学方程式是_____________。

足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO₂、NO的混合气体，这些气体与1.68LO₂（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4mol·mol^－1NaOH溶液至Cu^2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（    ）

A．60mL

B．45mL

C．30mL

D．75mL

为探究Fe（NO₃）₂等硝酸盐热分解产物和产物的性质，某化学小组开展如下探究性学习：
【查阅资料】金属活泼性不同，其硝酸盐分解产物不同
（1）K→Na活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气；
（2）Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO₂和O₂；
（3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO₂和O₂。
2KNO₃2KNO₂↑+O₂↑  2Cu（NO₃）₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑
2AgNO₃2Ag+2NO₂↑+O₂↑
I：【实验一】探究Fe（NO₃）₂热分解固体产物中Fe元素的价态。该小组甲同学将其溶于足量的稀H₂SO₄得到相应两份溶液，进行以下探究实验。①向一份溶液中滴入少量KSCN溶液；②少量稀酸性KMnO₄溶液中滴入另一份溶液。现象：①溶液变红色；②溶液变红色。
（1）则Fe（NO₃）₂分解的化学方程式是                 。
II:【实验二】探究Fe（NO₃）₂热分解气体产物的性质。小组乙、丙同学进行了如下图所示的实验（收集时操作恰当，几乎没有空气）

实验步骤：①连接仪器；②检查装置气密性；③取一定质量Fe（NO₃）₂装于大试管，并重新连接好仪器；④加热；⑤……
（2）乙同学使用A装置收集气体，恰好收集到54mL红棕色气体，要从水槽中取出量筒，乙同学的正确操作方法是             。
（3）丙同学取等质量Fe（NO₃）₂的在同样条件下热分解，用B装置收集气体产物，可收集到气体_____mL。
III:【实验三】探究固体混合物的组成和特征
（4）小组丁同学取KNO₃、 Cu（NO₃）₂、 Fe（NO₃）₂混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体，则KNO₃、Cu（NO₃）₂、 Fe（NO₃）₂物质的量之比可能为____________。

A．1∶2∶2

B．2∶1∶3

C．1∶2∶3

D．3∶8∶5

（5）取0.6mol由KNO₃、 Cu（NO₃）₂、 Fe（NO₃）₃按等物质的量之比混合而成的粉末溶于100mL 3mol/L的稀硫酸中，再向溶液中加入足量的铜粉，则最多可溶解铜粉质量为_________

雾霾天气严重影响人们的生活，氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾的主要原因之一。
Ⅰ.将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
（1）某同学测得该样本所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度列出下表：（若缺少的离子用H⁺或OH^－补充）：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO3^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol•L^-1	7×10^-6	3×10^-6	2×10^-5	3×10^-5	5×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断该试样的pH=_______；该表有一处笔误，请你指正_____________________。
Ⅱ.消除氮氧化物和硫化物有多种方法。
【方法一 】：工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄（连二亚硫酸钠）和NH₄NO₃产品的流程图如图1（Ce为铈元素）：

（2）装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为_____________________________。
（3）装置Ⅲ可以使Ce⁴⁺中再生，若用甲烷燃烧电池电解该装置中的溶液，当消耗24g甲烷时，理论上可再生______________mol Ce⁴⁺。
（4）利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO₂的常见方法，先将含SO₂的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，
该温度下，吸收液中c(Ca²⁺)一直保持为0.70mol/L，已知Ksp(CaSO₃)=1.4×10^-7.求吸收液中的SO₃^2－的浓度_____________。（结果保留2位有效数字）
【方法二 】：NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应原理如图2所示：

（5）图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氢率，由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度分别为____________。
（6）用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同=1：1脱氢效果最佳．已知生成11.2L N₂（标）反应放出的热量为QkJ，此时对应的脱氢反应的热化学方程式为_____________________。
【方法三 】用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
反应原理：1/2C(s)+NO(g)1/2N₂(g)+1/2CO₂(g) △H=-QkJ/mol
在T1℃时，反应进行到不同的时间测得各物质的浓度如下：

（7）T₁℃时，该反应的平衡常数K=_________________________。
（8）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是______。

磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca₃(PO₄)₂等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）白磷(P₄)可由Ca₃(PO₄)₂、焦炭和SiO₂在电炉中高温(～1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)＝12CaO(s)+2P₄(s)+10CO₂(g）ΔH₁=＋Q₁kJ·mol^-1
②CaO(s)+SiO₂(s)＝CaSiO₃(s） ΔH₂=－Q₂ kJ·mol^-1
③CO₂ (g)＋C(s)＝2CO(g)    ΔH₃=＋Q₃kJ·mol^-1
已知：CaSiO₃的熔点(1546℃)比SiO₂低。
写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式____________。
（2）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中歧化得到一种次磷酸盐(KH₂PO₂)和一种气体         （写化学式）。
（3）磷的重要化合物NaH₂PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH₂PO₄，通常将pH控制在         之间(已知磷酸的各级电离常数为：K₁ = 7.1×10⁻³   K₂ = 6.3×10⁻⁸    K₃ =4.2×10⁻¹³  lg7.1≈0.9  lg6.3≈0.8  lg4.2≈0.6) 。Na₂HPO₄溶液显碱性，若向其溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是                 (用离子方程式表示)。
（4）白磷中毒后可用CuSO₄溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：
11P ₄+60CuSO₄+96H₂O= 20Cu₃P+24H₃PO₄+60H₂SO₄
60molCuSO₄能氧化白磷的物质的量是          。

m g铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全反应(假定硝酸的还原产物只有NO)，向反应后的混合溶液中滴加a mol/L NaOH溶液，当滴加到V mL时，得到沉淀质量恰好为最大值n g，则下列有关该实验的说法中错误的是

A．沉淀中OH^-的质量为(n－m)g

B．恰好溶解后溶液中的NO3^-的物质的量为aVmol

C．反应过程中转移的电子的物质的量为mol

D．与合金反应的硝酸的物质的量为mol

将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加人3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5．1 g。则下列叙述中不正确的是(  )

A．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V≥100 mL

B．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4mol

C．参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g

D．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积一定为2.24 L。

NH₃和HNO₃是重要的工业产品，下图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程。

（1）合成塔中发生反应的化学方程式是                        。
（2）氨分离器中压强约为15MPa，温度约为-20℃，分离氨应用了氨          的性质，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是            。
（3）氧化炉中反生反应的化学方程式是                    。
（4）尾气中的少量NO、NO₂可以用NH₃来处理，在催化剂作用下生成无污染的气体，写出NO₂和NH₃反应的化学方程式           。当有5.6LNO₂被还原时，转移电子的物质的量为           mol。
（5）氧化炉中出来的气体，先降温再进入吸收塔，吸收塔中通入空气的作用是                。若进入吸收塔的气体的体积分数为NO₂10.0%，NO 1.32%，其余为N₂、水蒸气等。当进入氧化炉中气体为10m³时，最少需要空气的体积为          m³。

化学与环境密切相关．近年来雾霾问题已成为百姓所关注的主要问题，今年入秋以来，我国大部分地区更是“霾伏”四起，部分地区持续出现中度至重度霾，环境治理刻不容缓。回答下列问题：
（1）下列有关说法正确的是              
A．光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物受紫外线作用后产生的有毒烟雾
B．PH小于7的雨水都是酸雨
C．PM2.5含量的增加是形成雾霾天气的重要原因之一
D．大气中CO₂含量的增加会导致臭氧空洞的加剧
（2）某化学实验小组测得某地区的雾霾中可能含有如下几种无机离子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2﹣、NO₃^﹣、Cl^﹣．对该地区雾霾处理后获得试样溶液进行了如下的实验：

已知：3NO₃^﹣+8Al+5OH^﹣+18H₂O═3NH₃↑+8[Al（OH）₄]^﹣
请回答下列问题：
①试样溶液加入过量NaOH溶液后生成沉淀Ⅰ的化学式是                ．生成气体Ⅰ的离子方程式为                    ，检验该气体的方法是                     。
②根据实验结果，推测出雾霾中一定含有的离子有             ，若要确定原试样溶液存在的其它阴离子，可在试样溶液中先加入足量的         溶液，再取上层清液加入          溶液。
（3）若该实验小组测得另一地区雾霾试样中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2﹣、Cl^﹣、NO₃^﹣中的几种．①若加入锌粒，排空法收集到无色无味气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间关系如图所示．则下列说法不正确的是       

A．溶液中一定不含CO₃^2﹣，可能含有SO₄^2﹣和Cl^﹣
B．溶液中n（Mg²⁺）=0.1mol
C．溶液中的阴离子的物质的量为0.35mol 
D．n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

现有铜、银合金14g与足量的某浓度的硝酸100mL发生反应，将生成的气体与1.12L（标况）氧气混合，通入足量的水中恰好全部吸收，反应后溶液体积仍为100mL。试通过计算回答下列问题：
（1）原固体混合物中铜和银的质量各是多少？
（2）若原硝酸溶液为浓硝酸，反应产生的气体是单一气体，则该反应中被还原的硝酸的物质的量是多少？
（3）合金完全溶解后，若生成的气体在标况下体积为2.24L，反应后溶液中c（H^＋）=7mol/L，则该混合气体中NO和NO₂在标准状况下的体积分别是多少？原硝酸的浓度是多少？

已知反应：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O ；NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O。现有XmolNO₂和YmolNO（X>Y）组成的混合气体，欲用m L含nmolNaOH的溶液吸收，使该混合气体全部转化成盐(NaNO₃和NaNO₂)进入溶液，则n的值至少是（   ）

A．X/m mol

B．2X/3mol

C．(X+Y)mol

D．2(X+Y)/3mol

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄·H₂O）。
CO(NH₂)₂+2NaOH+NaClO＝Na₂CO₃+N₂H₄·H₂O+NaCl
实验一： 制备NaClO溶液（实验装置如图所示）

（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有    （填标号）
A．容量瓶      B．烧杯      C．烧瓶      D．玻璃棒
（2）锥形瓶中发生反应化学程式是                             。
（3）利用中和滴定反应原理测定反应后锥形瓶中混合溶液的NaOH的浓度。取一定量锥形瓶内混合溶液稀释一定倍数后，加入适量的H₂O₂溶液后，再滴加2－3滴甲基橙试液，用0.100mol/L盐酸滴定。需要加入H₂O₂除去ClO^－的原因是                      。
实验二： 制取水合肼。（实验装置如图所示）

控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108-114℃馏分（已知：N₂H₄·H₂O易被NaClO氧化，高温易分解）
（4）分液漏斗中的溶液是            （填标号）。
A．CO (NH₂) ₂溶液  B．NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是                                           。
蒸馏时需要减压，原因是                                 。
实验三： 测定馏分中肼含量。
称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，加水配成1000mL溶液，移出10.00mL，用0.1000mol·L^-1的I₂溶液滴定。滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。
滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是能与在滴定过程中产生的      反应。
（6）实验测得消耗I₂溶液的平均值为16.40mL，馏分中水合肼（N₂H₄·H₂O）的质量分数为    。