Question

【題目】磷化氫(PH3)是一種無色劇毒氣體，沸點為-89.7℃，易自燃，與空氣混合爆炸，微溶于水。其制取原理類似于實驗室制氨氣，現用下圖裝置來制取磷化氫并驗證其性質。

實驗開始時，先從分液漏斗向盛有PH4I的圓底燒瓶中加入過量乙醚(無色液體，沸點34.5℃，微溶于水，不與Fe2(SO4)3反應），微熱數分鐘后再從分液漏斗向圓底燒瓶中加入一定量的濃NaOH溶液繼續加熱。在裝置C處用電熱器控制溫度在300℃左右，實驗過程中可觀察到：B裝置的試管中有白色蠟狀固體生成；D裝置的試管中Fe2(SO4)3溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，同時也有白色蠟狀固體生成。請回答：

（1）按氣流方向連接裝置，從左到右的順序為：

a→______→ → → →f

（2）檢查A中虛線框內裝置的氣密性的方法是____

（3）用PH4I和燒堿反應制取PH3的化學方程式是_____________。

（4）實驗開始時，先向圓底燒瓶中加入乙醚并微熱數分鐘，其目的是__________。

（5）裝置C中反應的化學方程式是____________；裝置D中反應的離子方程式是_____________。

（6）裝置B、D中的現象說明PH3具有的化學性質是_________（填字母序號）。

A．堿性 B．不穩定性 C．還原性 D．酸性

（7）實驗時處理尾氣的方法是____________。

Answer 1

【答案】 d e b c（或e d b c） 關閉活塞K，打開分液漏斗的活塞，從分液漏斗的上口向圓底燒瓶注入蒸餾水，水不能順利地流下，則氣密性好。 PH4I+NaOHPH3↑+NaI+H2O 將空氣排盡，以防止PH3在裝置中燃燒（或自燃） 4PH3P4+6H2（或2PH32P+3H2） 4PH3+12Fe3+=P4↓+12Fe2++12H+（或PH3+3Fe3+=P↓+3Fe2++3H+） BC 將尾氣點燃（或通入到CuSO4溶液）

【解析】制取磷化氫并驗證其性質實驗流程：乙醚（無色液體，沸點34.5℃，微溶于水，不與Fe2（ SO4）3反應），乙醚為易揮發的有機溶劑，實驗開始時，先從分液漏斗向盛有PH4I的圓底燒瓶中加入過量乙醚，并微熱數分鐘，目的是將空氣排盡，以防止PH3在裝置中燃燒（或自燃），提供惰性氣體環境，再從分液漏斗向圓底燒瓶中加入一定量的濃NaOH溶液繼續加熱，發生反應PH4I+NaOHPH3↑+NaI+H2O，在裝置C處用電熱器控制溫度在300℃左右，發生反應：4PH3P4+6H2（或2PH32P+3H2），B裝置的試管中有白色蠟狀固體生成為白磷，D裝置的試管中Fe2（SO4）3溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，說明生成+2價的鐵，磷化氫具有還原性，發生反應：4PH3+12Fe3+=P4↓+12Fe2++12H+（或 PH3+3Fe3+=P↓+3Fe2++3H+），同時也有白色蠟狀固體白磷生成，據此分析解答。

（1）PH3在裝置中燃燒（或自燃），為提供惰性氣體環境，乙醚（無色液體，沸點34.5℃），利用其易揮發的性質，先從分液漏斗向盛有PH4I的圓底燒瓶中加入過量乙醚，并微熱數分鐘，目的是將空氣排盡，a制取磷化氫（PH4I+NaOHPH3↑+NaI+H2O）→，檢驗磷化氫的穩定性，在裝置C處用電熱器控制溫度在300℃左右，發生反應：4PH3P4+6H2（或2PH32P+3H2），B裝置的試管中有白色蠟狀固體生成為白磷，連接順序為a→d、e（或e、d、），檢驗磷化氫的還原性，D裝置的試管中Fe2（SO4）3溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，說明生成+2價的鐵，連接順序為b、c→f，故答案為：d、e、b、c （或 e、d、b、c）；（2）檢查A中虛線框內裝置的氣密性，關閉活塞k，打開分液漏斗的活塞，從分液漏斗的上口向圓底燒瓶注入蒸餾水，構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現象液面的升降判斷，若水不能順利地流下，則氣密性良好；（3）銨鹽和堿反應生成氨氣，N與P處在同一主族，磷鹽和堿反應生成磷化氫，反應為：PH4I+NaOHPH3↑+NaI+H2O；（4）PH3在空氣中易燃燒（或自燃），裝置中若空氣不排盡，會自燃，所以實驗開始時，先向圓底燒瓶中加入乙醚并微熱數分鐘，其目的是將空氣排盡，以防止PH3在裝置中燃燒（或自燃）；（5）裝置C中反應的化學反應是磷化氫受熱分解，反應為：4PH3P4+6H2（或2PH32P+3H2），裝置D中磷化氫和鐵離子發生氧化還原反應，反應為：4PH3+12Fe3+=P4↓+12Fe2++12H+（或PH3+3Fe3+=P↓+3Fe2++3H+）；（6）B裝置的試管中有白色蠟狀固體生成為白磷，為磷化氫受熱分解生成的產物，說明磷化氫不穩定，裝置C中磷化氫能將鐵離子還原成亞鐵離子4PH3+12Fe3+=P4↓+12Fe2++12H+（或PH3+3Fe3+=P↓+3Fe2++3H+），說明其具有還原性，答案為：BC；（7）磷化氫有毒，需進行尾氣處理，磷化氫、氫氣都能燃燒，可通過燃燒的方法進行尾氣處理。