Question

9．膦（PH₃）又稱為磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜臭味的有毒氣體，沸點-89.7℃，易自燃，與空氣混合易爆炸，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（P₄）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→d→e→b→c→f
（2）用PH₄I和燒堿反應制取PH₃的化學方程式是PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O．
（3）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）
（4）裝置C中反應的化學方程式是4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂；裝置D中反應的離子方程式是4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺．
（5）裝置B、D中的現象說明PH₃具有的化學性質是BC（填字母序號）．
A．堿性B．不穩定性C．還原性D．酸性
（6）實驗時處理尾氣的方法是將尾氣點燃或通入到CuSO₄溶液．

Answer 1

分析 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（ S0₄）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+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O，在裝置C處用電熱器控制溫度在300℃左右，發生反應：4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂（或2PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2P+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．
（1）根據實驗目的先排裝置中的空氣，防止反應物磷化氫、生成物白磷燃燒，然后，加入氫氧化鈉，制取硫化氫，硫化氫分解，B觀察反應的產物，最后檢驗鐵離子和磷化氫的反應，據此連接裝置；
（2）N與P處在同一主族，根據碘化氨合堿的反應書寫反應方程式；
（3）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；
（4）磷化氫受熱分解生成白磷、氫氣，磷化氫和鐵離子發生氧化還原反應生成亞鐵離子和白磷；
（5）裝置B中磷化氫受熱分解，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，說明其具有還原性；
（6）磷化氫、氫氣都能燃燒，可通過燃燒的方法進行尾氣處理．

解答 解：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（ S0₄）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+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O，在裝置C處用電熱器控制溫度在300℃左右，發生反應：4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂（或2PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2P+3H₂），B裝置的試管中有白色蠟狀固體生成為白磷，D裝置的試管中Fe₂（SO₄）₃溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，說明生成+2價的鐵，磷化氫具有還原性，發生反應：4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺（或 PH₃+3Fe³⁺=P↓+3Fe²⁺+3H⁺），同時也有白色蠟狀固體白磷生成．
（1）B裝置的試管中有白色蠟狀固體生成為白磷，連接順序為a→d、e（或e、d），檢驗磷化氫的還原性，D裝置的試管中Fe₂（SO₄）₃溶液顏色由棕黃色變成淡綠色，說明生成+2價的鐵，連接順序為b、c→f，
故答案為：d、e、b、c （或 e、d、b、c）；
（2）銨鹽和堿反應生成氨氣，N與P處在同一主族，磷鹽和堿反應生成磷化氫，反應為PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O，
故答案為：PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O；
（3）PH₃在空氣中易燃燒（或自燃），裝置中若空氣不排盡，會自燃，所以實驗開始時，先向圓底燒瓶中加入乙醚并微熱數分鐘，其目的是將空氣排盡，以防止PH₃在裝置中燃燒（或自燃），
故答案為：將空氣排盡，以防止PH₃在裝置中燃燒（或自燃）；
（4）由上述分析可知，C中發生4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂，D中離子反應為4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺，
故答案為：4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂；4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺；
（5）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，
故答案為：BC；
（6）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，硫化氫與硫酸銅溶液能反應，
故答案為：將尾氣點燃或通入到CuSO₄溶液．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，為高頻考點，把握制備實驗原理、實驗裝置的作用、習題中的信息為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度中等．