跟踪检测（二十六）归纳拓展——非金属的氢化物和含氧酸1．亚硝酸(HNO2)既可作氧化剂又可作还原剂，当它在反应中作氧化剂时，可能生成的产物是( )A．N2B．N2O3C．HNO3D．NO2解析：选A 亚硝酸(HNO2)在反应中作氧化剂时，氮元素的化合价降低，A项正确。2．已知H2O2易分解，反应式为2H2O2===2H2O＋O2↑，FeS2的结构类似于Na2O2，是一种过硫化物，与酸反应时生成H2S2，H2S2易分解。实验室用稀硫酸与FeS2颗粒混合，则反应完毕后不可能生成的物质是( )A．H2SB．SC．FeSD．FeSO4解析：选C FeS2颗粒与硫酸发生反应：FeS2＋H2SO4===H2S2＋FeSO4，H2S2类似于H2O2，易分解，发生反应H2S2===H2S＋S，则不可能生成的是FeS。3．(2021·邯郸质检)某学习小组设计实验探究H2S的性质，装置如图所示。下列说法正确的是( )A．若F中产生黑色沉淀，则说明H2SO4的酸性比H2S强B．若G中产生黄色沉淀，则说明H2S的还原性比Fe2＋强C．若H中溶液变红色，则说明H2S是二元弱酸D．若E中FeS换成Na2S，该装置也可达到相同的目的解析：选B H2S和CuSO4溶液反应生成黑色沉淀CuS和H2SO4，不能说明H2SO4的酸性比H2S强，只能说明CuS不溶于硫酸，A不正确；若G中产生黄色沉淀，证明H2S可以被Fe3＋氧化成S，而Fe3＋被还原为Fe2＋，则说明H2S的还原性比Fe2＋强，B正确；若H中溶液变红色，则说明H2S的水溶液呈酸性，不能说明H2S是二元弱酸，C不正确；若E中FeS换成Na2S，由于Na2S可溶于水，无法达到该装置随开随用、随关随停的目的，D不正确。4．硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫的三种酸，下列说法不正确的是( )A．若向Na2S溶液中通入SO2则产生淡黄色沉淀B．这三种酸都是二元酸，都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐
C．这三种酸的水溶液久置空气中都会变质D．向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应解析：选C Na2S与SO2反应生成S沉淀，其反应为2Na2S＋3SO2===3S↓＋2Na2SO3，故A正确；每mol硫酸、亚硫酸和氢硫酸均能与2molOH－反应，属于二元酸，且与氢氧化钠反应可生成酸式盐和正盐，故B正确；亚硫酸和氢硫酸均能被空气中的氧气氧化，硫酸与空气中成分不反应，即在空气中不会变质，故C错误；氢硫酸与氯水反应会生成S沉淀，亚硫酸溶液中滴加氯水，亚硫酸会被氧化为硫酸，所以向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应，故D正确。5．两个或多个同种含氧酸分子之间可以脱水形成相对分子质量更大的酸，如磷酸H3PO4可形成H4P2O7或H5P3O10等。下列物质不属于硫酸(H2SO4)脱水后形成的是( )A．H2S2O7B．H2S2O8C．H2S3O10D．H2S4O13解析：选B 该分子中含有两个硫原子，可能为对应两分子的硫酸，2H2SO4===H2S2O7＋H2O，脱的是水分子，A正确；该分子中含有两个硫原子，则可能对应两分子的硫酸，2H2SO4===H2S2O8＋H2，脱的是氢分子而不是水分子，B错误；该分子中含有3个硫原子，则可能对应3分子的硫酸，3H2SO4===H2S3O10＋2H2O，脱的是水分子，C正确；该分子中含有4个硫原子，则可能对应4分子的硫酸，4H2SO4===H2S4O13＋3H2O，脱的是水分子，D正确。6．磷化氢气体(PH3)是一种强烈的储粮害虫杀剂，其制取原理类似于实验室制氨气，空气中磷化氢气体达到2PPM以上就会造成人畜中毒。请回答：(1)用PH4I和烧碱反应制取PH3的化学方程式：______________________。(2)实验室用硫酸铜溶液吸收PH3时的化学方程式：24CuSO4＋11PH3＋12H2O===8Cu3P↓＋3H3PO4＋24H2SO4中氧化剂是________，当吸收2.2molPH3转移电子________mol。(3)氧硫化碳(COS)可替代磷化氢而被用作熏蒸剂，粉末状的KSCN与浓硫酸在一定条件下可得到COS和两种硫酸氢盐，生成物的物质的量之比为1∶1∶1，写出相应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)氧硫化碳水解及部分应用流程如下(部分产物已略去)：COSH2SNa2SM溶液＋H2。①组成氧硫化碳和磷化氢的各原子中，原子半径最大的元素在周期表中的位置是________________________________________________________________________；
②已知M溶液中硫元素的主要存在形式为S2O，则反应Ⅲ中生成S2O的离子方程式为________________________________________________________________________；③如图是反应Ⅲ中，在不同反应温度下，反应时间与H2产量的关系(Na2S初始含量为3mmol)。由图像分析可知，a点时M溶液中除S2O外，还有__________(填含硫微粒的离子符号)。解析：(1)根据实验室制取氨气的反应原理可知用PH4I和烧碱反应制取PH3的化学方程式为PH4I＋NaOHPH3↑＋NaI＋H2O。(2)根据方程式可知铜元素的化合价从＋2价降低到＋1价，因此CuSO4是氧化剂。每消耗24molCuSO4，转移24mol电子，所以当吸收2.2molPH3时转移电子的物质的量为×24mol＝4.8mol。(3)粉末状的KSCN与浓硫酸在一定条件下可得到COS和两种硫酸氢盐，生成物的物质的量之比为1∶1∶1，根据原子守恒可知两种硫酸氢盐应该是硫酸氢钾和硫酸氢铵。则反应的化学方程式为KSCN＋2H2SO4(浓)＋H2O===KHSO4＋NH4HSO4＋COS↑。(4)①组成氧硫化碳和磷化氢的各原子中，原子半径最大的元素是P，在周期表中的位置是第三周期第ⅤA族。②已知M溶液中硫元素的主要存在形式为S2O，则根据流程图可知反应物是硫化钠和水，生成物有硫代硫酸钠、氢气，根据原子守恒可知还应该有氢氧化钠生成，则反应Ⅲ中生成S2O的离子方程式为2S2－＋5H2OS2O＋4H2↑＋2OH－。③根据图像可知a点时氢气是10mmol，说明反应中有20mmol电子转移，则根据电子得失守恒可知3mmol硫化钠必须提供20mmol电子，全部转化为硫代硫酸钠转移12mmol电子，全部转化为亚硫酸钠转移18mmol电子，全部转化为硫酸钠转移24mmol电子，所以a点时M溶液中除S2O外，还有SO。答案：(1)PH4I＋NaOHPH3↑＋NaI＋H2O(2)CuSO4 4.8 (3)KSCN＋2H2SO4(浓)＋H2O===KHSO4＋NH4HSO4＋COS↑ (4)①第三周期第ⅤA族②2S2－＋5H2OS2O＋4H2↑＋2OH－ ③SO7．氯元素可以形成HClO、HClO2、HClO3、HClO4多种含氧酸。(1)HClO2中Cl元素的化合价是________；已知常温下HClO2的电离常数Ka＝1.0×
10－2，则1.0mol·L－1NaClO2溶液的pH约为________。(2)实验室常用Ba(ClO3)2溶液与稀硫酸反应制HClO3溶液，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________；将反应后溶液在减压下浓缩可得到30%的HClO3溶液，选择减压浓缩的可能原因是________________________________________________________________________。(3)KClO3是焰火、照明弹等的主要成分，以NaCl溶液为电解质溶液，用如图装置生产KClO3：①a电极的电极名称是________；电解过程中产生ClO的电极反应式为_____________________________________；②当电路上转移0.6mol电子时，交换膜右侧电解质溶液质量减少________g；③电解一段时间后，将电解液与KCl溶液混合即可反应析出KClO3晶体，经过________、________、干燥即可获得KClO3晶体粗品。解析：(1)化合物中正负化合价代数和为0，HClO2中Cl元素的化合价是0－1－(－2)×2＝＋3；已知常温下HClO2的电离常数Ka＝1.0×10－2，NaClO2溶液中Kh＝，则1.0mol·L－1NaClO2溶液的c2(OH－)＝×1mol·L－1，c(OH－)＝10－6mol·L－1，可知c(H＋)＝10－8mol·L－1，pH约为8。(2)Ba(ClO3)2溶液与稀硫酸反应制HClO3溶液，还生成硫酸钡，其反应的化学方程式为Ba(ClO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HClO3；将反应后溶液在减压下浓缩可得到30%的HClO3溶液，选择减压浓缩的可能原因是防止HClO3分解。(3)①由图可知，OH－向a移动，则a为阳极；电解过程中产生ClO的电极反应式为Cl－＋6OH－－6e－===ClO＋3H2O；②OH－移向左侧，右侧H＋放电，则减少的质量为水的质量，当电路上转移0.6mol电子时，由H2O～e－～H＋，交换膜右侧电解质溶液质量减少0.6mol×18g·mol－1＝10.8g；③电解一段时间后，将电解液与KCl溶液混合即可反应析出KClO3晶体，经过过滤、洗涤、干燥即可获得KClO3晶体粗品。答案：(1)＋3 8 (2)Ba(ClO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HClO3 防止HClO3分解 (3)①
阳极 Cl－＋6OH－－6e－===ClO＋3H2O ②10.8 ③过滤 洗涤8．(北京高考)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O(1)上述流程中能加快反应速率的措施有____________。(2)磷精矿粉酸浸时发生反应：2Ca5(PO4)3(OH)＋3H2O＋10H2SO410(CaSO4·0.5H2O)＋6H3PO4①该反应体现出酸性关系：H3PO4________H2SO4(填“>”或“<”)。②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：_______________________________________________________________________________。(5)脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO残留，原因是________________；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)取ag所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用bmol·L－1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知：H3PO4摩尔质量为98g·mol－1)解析：(1)可通过增大接触面积和升高温度等措施加快反应速率。通过题给流程可知，能够加快反应速率的措施有研磨和加热。(2)①由强酸制弱酸规律可知，硫酸的酸性强于磷酸的酸性。②根据两者电子层数相同，可判断两者处于同一周期，且S在P的右侧，核电荷数P<S，原子半径P>S，得电子能力P<S，非金属性P<S，根据非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强的规律可知，硫酸的酸性强于磷酸的酸性。(3)已知反应物为
Ca5(PO4)3F和H2SO4，生成物为CaSO4·0.5H2O、H3PO4和HF，再根据原子个数守恒可写出该反应的化学方程式：2Ca5(PO4)3F＋10H2SO4＋5H2O10(CaSO4·0.5H2O)＋6H3PO4＋2HF。(4)由题意可知，H2O2在氧化有机碳时，自身也会发生分解，且分解速率随温度的升高而加快，因此80℃后脱除率降低。(5)硫酸钙是微溶物，存在溶解平衡，因此反应后的溶液中仍含有SO。由题给信息可知，反应物为BaCO3、SO和H3PO4，生成物为BaSO4、CO2、H2PO和水，由此可写出该反应的离子方程式：BaCO3＋SO＋2H3PO4===BaSO4＋CO2↑＋H2O＋2H2PO。(6)由题意知，消耗氢氧化钠的物质的量为mol，当生成Na2HPO4时，参加反应磷酸的物质的量为mol，即磷酸的质量为g，则磷酸的质量分数为＝。答案：(1)研磨、加热(2)①< ②核电荷数P<S，原子半径P>S，得电子能力P<S，非金属性P<S(3)2Ca5(PO4)3F＋10H2SO4＋5H2O10(CaSO4·0.5H2O)＋6H3PO4＋2HF(4)80℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低(5)CaSO4微溶 BaCO3＋SO＋2H3PO4===BaSO4＋CO2↑＋H2O＋2H2PO(6)
