2027步步高大一輪復(fù)習(xí)化學(xué)廣東版第六章　教材延伸2　Se、Te、P、As、B等非金屬元素及其化合物

第六章教材延伸2Se、Te、P、As、B等非金屬元素及其化合物一、氧族元素1.氧族元素概述(1)主要包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、釙(Po)，價(jià)層電子排布為ns2np4。(2)硫、硒、碲與大多數(shù)金屬元素形成共價(jià)化合物。硒、碲在自然界無(wú)單質(zhì)存在，常存在于重金屬硫化物礦中。少量硒對(duì)人體新陳代謝起調(diào)節(jié)作用，過(guò)量則有毒；硒有光電性質(zhì)，用于電影傳真和制造光電管。2.硒及其化合物的性質(zhì)(1)單質(zhì)硒及其氫化物在空氣中燃燒可得到SeO2。(2)SeO2的氧化性比SO2強(qiáng)，屬于中等強(qiáng)度的氧化劑，可氧化H2S、NH3等，化學(xué)方程式分別為SeO2+2H2S===Se+2S+2H2O、3SeO2+4NH3===3Se+2N2+6H2O。(3)亞硒酸可作氧化劑，能氧化SO2，反應(yīng)為H2SeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Se↓，但遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)表現(xiàn)還原性，可被氧化成硒酸，如H2SeO3+Cl2+H2O===H2SeO4+2HCl。3.碲及其化合物的性質(zhì)(1)碲在空氣或純氧中燃燒生成TeO2。(2)TeO2是不揮發(fā)的白色固體，微溶于水，可溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，如TeO2+2NaOH===Na2TeO3+H2O。(3)H2TeO3具有氧化性和還原性，如H2TeO3+2SO2+H2O===2H2SO4+Te↓，H2TeO3+Cl2+H2O===H2TeO4+2HCl。1.以工業(yè)硒為原料制備高純硒的流程如圖：拓展應(yīng)用下列說(shuō)法不正確的是A.由非金屬性：S>Se可推測(cè)，酸性：H2SO3>H2SeO3B.SeO2能溶于水和極性有機(jī)溶劑，與SeO2是極性分子有關(guān)C.SeO2能與NaOH反應(yīng)生成Na2SeO3和H2OD.過(guò)程ⅲ中使用的還原劑為N2H4·nH2O，對(duì)應(yīng)產(chǎn)物是N2。理論上，過(guò)程

ⅰ消耗的O2與過(guò)程ⅲ消耗的N2H4·nH2O的物質(zhì)的量之比為1∶1√

Se+O2===SeO2、SeO2+H2O===H2SeO3、H2SeO3+N2H4·nH2O===Se+N2↑+(n+3)H2O，結(jié)合Se守恒，消耗1

mol

O2轉(zhuǎn)移電子4

mol，消耗1

mol

N2H4·nH2O轉(zhuǎn)移電子也是4

mol，則兩者物質(zhì)的量之比為1∶1，故D項(xiàng)正確。2.碲被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防與尖端技術(shù)的維生素”，某精煉銅的陽(yáng)極泥經(jīng)過(guò)處理后的主要成分為Cu2Te、TeO2、CuO等，從中回收碲和膽礬的工藝如右：

√

干燥陽(yáng)極泥的主要成分為Cu2Te、TeO2、CuO等，高溫焙燒后生成TeO2和Cu2O，與硫酸反應(yīng)生成TeOSO4和CuSO4、Cu單質(zhì)(氧化亞銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和銅)，TeOSO4與SO2反應(yīng)生成Te單質(zhì)和硫酸；TeO2和Cu2O與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，Cu2O不反應(yīng)，分離后與生成的硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，最終得到膽礬，TeO2與氫氧化鈉反應(yīng)生成Na2TeO3，電解Na2TeO3溶液得到Te單質(zhì)。“酸化”時(shí)要加入H2O2，把銅單質(zhì)在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Cu2+，故A正確；

3.硒(34Se)元素及其化合物與人體健康、工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)。某科研小組以陽(yáng)極泥(主要成分是Se，含有CuSe、Ag2Se等雜質(zhì))為原料，提煉硒的流程如下：回答下列問(wèn)題：(1)已知濾液A中主要成分是Na2SeO3，可用于治療克山病，則Na2SeO3的化學(xué)名稱為

；濾液C中主要成分是Na2Se，則Na2Se的電子式為

。

亞硒酸鈉(2)上述流程圖中的括號(hào)內(nèi)，按操作先后順序依次填寫的內(nèi)容是

、

。

(3)寫出高溫下用焦炭還原固體B的化學(xué)方程式：_____________________________。

(4)濾液C中析出硒的反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________。

粉碎過(guò)濾Na2SeO4+4CNa2Se+4CO↑2Se2-+O2+2CO2===2Se↓+

4.實(shí)現(xiàn)變廢為寶和資源的回收利用是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。一種利用碲化亞銅廢渣制備二氧化碲和單質(zhì)銀的工業(yè)流程如圖所示：已知：①碲化亞銅廢渣的主要成分為Cu2Te，還含有少量Ag2Te；②二氧化碲是兩性氧化物，微溶于水；③本流程條件下，Kw=10-14，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。回答下列問(wèn)題：(1)碲(Te)是52號(hào)元素，其在元素周期表中的位置為

。

(2)“酸浸氧化”后Te元素以TeCl4形式存在，由Cu2Te生成TeCl4的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________，雙氧水實(shí)際消耗量為理論消耗量的2~3倍，原因是

。第五周期第ⅥA族Cu2Te+8HCl+4H2O2===2CuCl2+TeCl4+8H2O反應(yīng)生成的Cu2+能催化H2O2分解

碲化亞銅廢渣首先粉碎，然后用稀鹽酸、雙氧水酸浸氧化得到酸浸渣和酸浸液，酸浸渣中加入還原劑肼在堿性條件下將氯化銀還原為單質(zhì)銀，酸浸液中加入氫氧化鈉溶液沉銅，過(guò)濾得到含Na2TeO3的溶液，然后加入稀鹽酸中和沉碲得到二氧化碲。過(guò)氧化氫具有氧化性，“酸浸氧化”后Te元素以TeCl4形式存在，銅元素轉(zhuǎn)化成CuCl2，反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Te元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?4價(jià)，氧化劑過(guò)氧化氫中氧元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?2價(jià)，結(jié)合得失電子守恒得化學(xué)方程式為Cu2Te+8HCl+4H2O2===2CuCl2+TeCl4+8H2O。(3)“堿轉(zhuǎn)化沉銅”時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH為13，此時(shí)溶液中的c(Cu2+)為

mol·L-1。2.2×10-18

(4)“中和沉碲”時(shí)需控制溶液的pH為5.5~6.5，溫度為60~80℃，若溶液的pH過(guò)低，將導(dǎo)致__________________。

碲的沉淀率降低

(5)酸浸渣的主要成分為_(kāi)________(填化學(xué)式)，“還原”工序發(fā)生的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

。

AgCl4∶1

氯化銀不溶于水也不溶于酸，得到酸浸渣的主要成分為氯化銀；“還原”工序中N2H4是還原劑，失去4個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓珹gCl得到1個(gè)電子轉(zhuǎn)化為銀單質(zhì)，則依據(jù)得失電子守恒可知，N2H4~4e-~4AgCl，則發(fā)生的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1。

二、氮族元素1.氮族元素概述(1)主要包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)。(2)主要化合價(jià)：-3、0、+3、+5(其中N還有+1、+2、+4等價(jià)態(tài))。(3)元素性質(zhì)①能形成氫化物RH3，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為HRO3或H3RO4。②隨核電荷數(shù)增大，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。砷雖是非金屬，卻已表現(xiàn)出某些金屬性，而銻、鉍明顯表現(xiàn)出金屬性。(4)化合物的性質(zhì)①NH3、PH3、AsH3穩(wěn)定性依次減弱，還原性依次增強(qiáng)。②酸性：H3BiO4<H3SbO4<H3PO4<HNO3。2.磷及其化合物(1)磷的常見(jiàn)同素異形體①白磷(分子晶體，分子式為P4)，在空氣中容易自燃，易溶于CS2；②紅磷。(2)磷及其氧化物的化學(xué)性質(zhì)①在空氣中燃燒：4P+5O2

2P2O5(產(chǎn)生大量白煙)。②P2O5是酸性氧化物，P2O5+3H2O2H3PO4。P2O5常用作干燥劑，H3PO4是穩(wěn)定的非氧化性酸，具有酸的通性。偏磷酸(HPO3)不穩(wěn)定，易水解為H3PO4。③在氯氣中燃燒：2P+3Cl2

2PCl3(液態(tài))；PCl3+Cl2??PCl5(固態(tài))。現(xiàn)象：產(chǎn)生大量的白色煙霧。(3)磷的氫化物(PH3)磷的氫化物PH3(磷化氫)與氨分子的結(jié)構(gòu)相似，也呈三角錐形。PH3是一種較強(qiáng)的還原劑，穩(wěn)定性較差，在水中的溶解度很小。(4)磷的含氧酸含氧酸能電離的氫離子通常是羥基上的氫。磷的含氧酸如下表：名稱磷酸亞磷酸偏磷酸次磷酸多聚磷酸化學(xué)式H3PO4H3PO3HPO3H3PO2Hn+2PnO3n+1結(jié)構(gòu)

酸性三元中強(qiáng)酸二元弱酸一元弱酸一元弱酸-多聚磷酸結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)nH3PO4—→Hn+2PnO3n+1+(n-1)H2O(類似有機(jī)的縮聚反應(yīng))。3.砷及其化合物(1)砷的常見(jiàn)同素異形體單質(zhì)以灰砷、黑砷和黃砷三種同素異形體的形式存在。(2)砷的氫化物(AsH3)砷與氫氣結(jié)合生成有劇毒的砷化氫(AsH3)，砷化氫相當(dāng)不穩(wěn)定，加熱時(shí)分解為單質(zhì)砷，砷化氫還是一種很強(qiáng)的還原劑。(3)砷的氧化物砷有兩種氧化物，三氧化二砷(As2O3)和五氧化二砷(As2O5)。三氧化二砷，俗稱砒霜，有劇毒，無(wú)臭無(wú)味，外觀為白色霜狀粉末，故稱砒霜。(4)砷的含氧酸①亞砷酸為三元弱酸，其結(jié)構(gòu)為

，具有較強(qiáng)的還原性。②砷酸為三元弱酸，其結(jié)構(gòu)為

，砷酸具有弱氧化性，可與I-發(fā)生氧化還原反應(yīng)：H3AsO4+2KI+H2SO4===H3AsO3+K2SO4+H2O+I2。1.已知磷通常表現(xiàn)出-3價(jià)、0價(jià)、+3價(jià)、+5價(jià)這幾種價(jià)態(tài)，其中最常見(jiàn)的為+5價(jià)。磷化氫(PH3)是一種在空氣中能自燃的劇毒氣體，具有還原性，可作為電子工業(yè)原料。PH3的一種工業(yè)制法流程如圖：下列說(shuō)法不正確的是A.H3PO2為一元弱酸B.該過(guò)程最好在無(wú)氧

條件下進(jìn)行C.不考慮損失，1molP4參與反應(yīng)，可產(chǎn)生2.5molPH3D.反應(yīng)1中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶3拓展應(yīng)用√

過(guò)量的NaOH溶液參與反應(yīng)只生成NaH2PO2，說(shuō)明H3PO2只電離出一個(gè)氫離子，所以H3PO2為一元弱酸，A正確；P4、PH3在有氧條件下易自燃，則反應(yīng)過(guò)程需保持無(wú)氧條件，B正確；反應(yīng)1的化學(xué)方程式：P4+3NaOH+3H2O===3NaH2PO2+PH3↑，則P4~PH3，反應(yīng)3的化學(xué)方程式為2H3PO2===H3PO4+PH3↑，可得關(guān)系式：P4~3NaH2PO2~3H3PO2~1.5PH3，可知1

mol

P4參與反應(yīng)，可產(chǎn)生2.5

mol

PH3，C正確；反應(yīng)1中氧化產(chǎn)物是NaH2PO2，還原產(chǎn)物是PH3，所以氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3∶1，D錯(cuò)誤。2.(2024·湖南，11)中和法生產(chǎn)Na2HPO4·12H2O的工藝流程如下：已知：①H3PO4的電離常數(shù)：K1=6.9×10-3，K2=6.2×10-8，K3=4.8×10-13；②Na2HPO4·12H2O易風(fēng)化。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.“中和”工序若在鐵質(zhì)容器中進(jìn)行，應(yīng)先加入Na2CO3溶液B.“調(diào)pH”工序中X為NaOH或H3PO4C.“結(jié)晶”工序中溶液顯酸性D.“干燥”工序需在低溫下進(jìn)行√

√

由P4(NCH3)6分子的結(jié)構(gòu)可知，P4(NCH3)6結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是非極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，P4(NCH3)6易溶于苯和CCl4，B正確；因該化合物和P4O6具有相似的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，所以P4(NCH3)6徹底水解時(shí)，產(chǎn)物中的酸為亞磷酸，

亞磷酸不是強(qiáng)酸，C錯(cuò)誤；P4O6與O2共熱時(shí)可以生成P4O10，所以P4(NCH3)6與O2共熱時(shí)，可能生成P4(NCH3)6O4，D正確。

√

5.砷的化合物可用于半導(dǎo)體領(lǐng)域。一種從酸性高濃度含砷廢水[砷主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在]中回收As2O3的工藝流程如圖：

亞砷酸鈉(2)“沉砷”過(guò)程中FeSO4的作用是_____________________________________________________________________。

(3)浸渣的主要成分是

(填化學(xué)式)。

FeS

加入氫氧化鈉溶液，As2S3生成Na3AsO3、Na3AsS3，F(xiàn)eS不和NaOH溶液反應(yīng)，浸渣的主要成分是FeS。(4)寫出“脫硫”時(shí)Na3AsS3反應(yīng)的離子方程式：_________________________________，相同條件下，單質(zhì)硫在水、CCl4、酒精三種溶劑中溶解度最小的是

。

+3S↓+4Cl-水

(5)寫出“還原”時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________。

2H3AsO4+2SO2===2H2SO4+As2O3↓+H2O

(7)用Na2S2O3去除酸性廢水中H3AsO3的機(jī)理如下(“HS·”為自由基，“·”表示孤電子)，方框中X的化學(xué)式為

。

S2H2

HS·中S原子有一個(gè)單電子，因此2個(gè)HS·可結(jié)合成HS—SH，化學(xué)式為S2H2。三、含硼物質(zhì)的特性分析1.B最外層只有3個(gè)電子，是典型的缺電子元素，能提供空軌道形成配位鍵，如氨硼烷(NH3·BH3)。2.硼酸(1)H3BO3分子中含三個(gè)羥基，分子間存在較多氫鍵，所以其熔點(diǎn)相對(duì)于其他酸(如HCl、HNO3等)要高。(2)硼酸是一元極弱酸，其酸性來(lái)源不是本身給出質(zhì)子，而是結(jié)合水分子的氫氧根離子而釋放出質(zhì)子。硼酸顯酸性原因：H3BO3+H2O??[B(OH)4]-+H+。(3)硼酸的酸性弱，對(duì)皮膚的刺激性小，所以皮膚被堿腐蝕了可以涂抹一定濃度的硼酸。3.硼氫化鈉(NaBH4)硼氫化鈉中氫元素的化合價(jià)為-1價(jià)，是一種極強(qiáng)還原劑，其與水劇烈反應(yīng)生成氫氣，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH4+4H2O===Na[B(OH)4]+4H2↑。在有機(jī)合成中，NaBH4可以將醛、酮還原為相應(yīng)的醇。如1.閱讀下列材料，完成下面小題。拓展應(yīng)用硼的化合物應(yīng)用廣泛。乙硼烷(B2H6)具有較大的燃燒熱(2

165

kJ·mol-1)，是潛在的高能燃料。氨硼烷(H3NBH3)與H2O在催化劑的作用下可反應(yīng)生成H2和[NH4B(OH)4]。硼酸(H3BO3)是一元弱酸，與H2O結(jié)合后可電離出1個(gè)H+，其晶體具有層狀結(jié)構(gòu)(層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖)；H3BO3能與HF反應(yīng)制取氟硼酸(HBF4，強(qiáng)酸)。氮化硼(BN)有多種晶體結(jié)構(gòu)，c型為類金剛石結(jié)構(gòu)；h型為類石墨結(jié)構(gòu)，高溫高壓下可直接轉(zhuǎn)變?yōu)閏型。

√

硼酸(H3BO3)是一元弱酸，與H2O結(jié)合后可電離出1個(gè)H+，B錯(cuò)誤；氨硼烷(NH3BH3)與H2O在催化劑的作用下可反應(yīng)生成H2和NH4[B(OH)4]，化學(xué)方程式為NH3BH3+4H2O

NH4[B(OH)4]+3H2↑，C錯(cuò)誤。(2)下列有關(guān)反應(yīng)描述正確的是A.H3BO3與HF制取HBF4的反應(yīng)中，有配位鍵形成B.NH3BH3制氫的反應(yīng)中，催化劑能減小該反應(yīng)的

焓變C.B2H6燃燒的反應(yīng)中，正反應(yīng)的活化能大于逆反

應(yīng)的活化能D.h型BN轉(zhuǎn)變?yōu)閏型BN的反應(yīng)中，B原子軌道的雜

化類型不變√

H3BO3與HF制取HBF4的反應(yīng)中，B接受F原子提供的孤電子對(duì)形成配位鍵，故A正確；

NH3BH3制氫的反應(yīng)中，催化劑不能減小該反應(yīng)的焓變，故B錯(cuò)誤；

B2H6燃燒的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，故C錯(cuò)誤；h型BN轉(zhuǎn)變?yōu)閏型BN的反應(yīng)中，B原子軌道的雜化類型從sp2轉(zhuǎn)化為sp3，故D錯(cuò)誤。2.硼酸(H3BO3)是重要的化工原料，一種以硼鎂礦(含2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸的工藝流程如圖所示：

√

濾渣B的主要成分為Al(OH)3和H2SiO3，Al(OH)3可溶于鹽酸，但H2SiO3不溶于鹽酸，固