Question

9．膦（PH₃）又称为磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，沸点-89.7℃，易自燃，与空气混合易爆炸，微溶于水．其制取原理类似于实验室制氨气，现用下图装置来制取磷化氢并验证其性质．

实验开始时，先从分液漏斗向盛有PH₄I的圆底烧瓶中加入过量乙醚 无色液体，沸点34.5℃，微溶于水，不与Fe₂（SO₄）₃反应，微热数分钟后再从分液漏斗向圆底烧瓶中加入一定量的浓NaOH溶液继续加热．在装置C处用电热器控制温度在300℃左右，实验过程中可观察到：B装置的试管中有白色蜡状固体（P₄）生成；D装置的试管中Fe₂（SO₄）₃溶液颜色由棕黄色变成淡绿色，同时也有白色蜡状固体生成．请回答：
（1）按气流方向连接装置，从左到右的顺序为：a→d→e→b→c→f
（2）用PH₄I和烧碱反应制取PH₃的化学方程式是PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O．
（3）实验开始时，先向圆底烧瓶中加入乙醚并微热数分钟，其目的是将空气排尽，以防止PH₃在装置中燃烧（或自燃）
（4）装置C中反应的化学方程式是4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂；装置D中反应的离子方程式是4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺．
（5）装置B、D中的现象说明PH₃具有的化学性质是BC（填字母序号）．
A．碱性B．不稳定性C．还原性D．酸性
（6）实验时处理尾气的方法是将尾气点燃或通入到CuSO₄溶液．

Answer 1

分析 制取磷化氢并验证其性质实验流程：乙醚（无色液体，沸点34.5℃，微溶于水，不与Fe₂（ S0₄）₃反应），乙醚为易挥发的有机溶剂，实验开始时，先从分液漏斗向盛有PH₄I的圆底烧瓶中加入过量乙醚，并微热数分钟，目的是将空气排尽，以防止PH₃在装置中燃烧（或自燃），提供惰性气体环境，再从分液漏斗向圆底烧瓶中加入一定量的浓NaOH溶液继续加热，发生反应PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O，在装置C处用电热器控制温度在300℃左右，发生反应：4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂（或2PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2P+3H₂），B装置的试管中有白色蜡状固体生成为白磷，D装置的试管中Fe₂（SO₄）₃溶液颜色由棕黄色变成淡绿色，说明生成+2价的铁，磷化氢具有还原性，发生反应：4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺（或 PH₃+3Fe³⁺=P↓+3Fe²⁺+3H⁺），同时也有白色蜡状固体白磷生成．
（1）根据实验目的先排装置中的空气，防止反应物磷化氢、生成物白磷燃烧，然后，加入氢氧化钠，制取硫化氢，硫化氢分解，B观察反应的产物，最后检验铁离子和磷化氢的反应，据此连接装置；
（2）N与P处在同一主族，根据碘化氨合碱的反应书写反应方程式；
（3）乙醚为易挥发的有机溶剂，实验开始时，先从分液漏斗向盛有PH₄I的圆底烧瓶中加入过量乙醚，并微热数分钟，目的是将空气排尽；
（4）磷化氢受热分解生成白磷、氢气，磷化氢和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子和白磷；
（5）装置B中磷化氢受热分解，说明磷化氢不稳定，装置C中磷化氢能将铁离子还原成亚铁离子，说明其具有还原性；
（6）磷化氢、氢气都能燃烧，可通过燃烧的方法进行尾气处理．

解答 解：制取磷化氢并验证其性质实验流程：乙醚（无色液体，沸点34.5℃，微溶于水，不与Fe₂（ S0₄）₃反应），乙醚为易挥发的有机溶剂，实验开始时，先从分液漏斗向盛有PH₄I的圆底烧瓶中加入过量乙醚，并微热数分钟，目的是将空气排尽，以防止PH₃在装置中燃烧（或自燃），提供惰性气体环境，再从分液漏斗向圆底烧瓶中加入一定量的浓NaOH溶液继续加热，发生反应PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O，在装置C处用电热器控制温度在300℃左右，发生反应：4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂（或2PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2P+3H₂），B装置的试管中有白色蜡状固体生成为白磷，D装置的试管中Fe₂（SO₄）₃溶液颜色由棕黄色变成淡绿色，说明生成+2价的铁，磷化氢具有还原性，发生反应：4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺（或 PH₃+3Fe³⁺=P↓+3Fe²⁺+3H⁺），同时也有白色蜡状固体白磷生成．
（1）B装置的试管中有白色蜡状固体生成为白磷，连接顺序为a→d、e（或e、d），检验磷化氢的还原性，D装置的试管中Fe₂（SO₄）₃溶液颜色由棕黄色变成淡绿色，说明生成+2价的铁，连接顺序为b、c→f，
故答案为：d、e、b、c （或 e、d、b、c）；
（2）铵盐和碱反应生成氨气，N与P处在同一主族，磷盐和碱反应生成磷化氢，反应为PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O，
故答案为：PH₄I+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PH₃↑+NaI+H₂O；
（3）PH₃在空气中易燃烧（或自燃），装置中若空气不排尽，会自燃，所以实验开始时，先向圆底烧瓶中加入乙醚并微热数分钟，其目的是将空气排尽，以防止PH₃在装置中燃烧（或自燃），
故答案为：将空气排尽，以防止PH₃在装置中燃烧（或自燃）；
（4）由上述分析可知，C中发生4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂，D中离子反应为4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺，
故答案为：4PH₃$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$P₄+6H₂；4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺；
（5）B装置的试管中有白色蜡状固体生成为白磷，为磷化氢受热分解生成的产物，说明磷化氢不稳定，装置C中磷化氢能将铁离子还原成亚铁离子4PH₃+12Fe³⁺=P₄↓+12Fe²⁺+12H⁺（或 PH₃+3Fe³⁺=P↓+3Fe²⁺+3H⁺），说明其具有还原性，
故答案为：BC；
（6）磷化氢有毒，需进行尾气处理，磷化氢、氢气都能燃烧，可通过燃烧的方法进行尾气处理，硫化氢与硫酸铜溶液能反应，
故答案为：将尾气点燃或通入到CuSO₄溶液．

点评 本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备实验原理、实验装置的作用、习题中的信息为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度中等．