在高中化学复习中,含氮化合物是重要的一环,但本资料主要关注的是含磷化合物。其中,磷化氢(PH3)是一个重要的知识点。它是一种无色、剧毒、易燃的气体,通常储存在钢瓶内。磷化氢的制备方式与实验室制氨气类似,可以由PH4I与烧碱(NaOH)反应生成,化学方程式为:PH4I + NaOH → PH3↑ + NaI + H2O。这与氨气的实验室制法——氯化铵与氢氧化钙反应——有异曲同工之妙。
磷化氢在空气中达到一定浓度(2 ppm)时就会对人体和动物产生毒性。它化学性质活泼,能与氧气、卤素等强烈反应,并可以通过灼热金属生成磷化物,同时释放氢气。此外,磷化氢还可以与铜、银、金及其盐类发生反应。例如,用硫酸铜溶液吸收PH3的反应,方程式为:24CuSO4 + 11PH3 + 12H2O → 8Cu3P↓ + 3H3PO4 + 24H2SO4,在这个反应中,铜硫酸盐(CuSO4)作为氧化剂,将磷化氢氧化。每24摩尔的CuSO4参与反应,转移24摩尔电子。因此,若吸收2.2摩尔的PH3,转移的电子物质的量为2.2/11×24=4.8摩尔。
在农业生产或熏蒸过程中,有时会使用氧硫化碳(COS)代替磷化氢。KSCN(硫氰酸钾)与浓硫酸反应可生成COS以及两种硫酸氢盐,即硫酸氢钾(KHSO4)和硫酸氢铵(NH4HSO4),三者的生成物物质的量之比为1:1:1。据此,可以写出反应的化学方程式:KSCN + 2H2SO4(浓) + H2O → KHSO4 + NH4HSO4 + COS↑。
次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,具有较强的还原性。它的电离方程式应表示为可逆反应,即H3PO2 ⇌ H+ + H2P。NaH2PO2是次磷酸的正盐,作为强碱弱酸盐,其水溶液应呈现碱性。白磷(P4)与氢氧化钠反应生成次磷酸盐(Na3PO2)和PH3,反应方程式应为P4 + 3NaOH + 3H2O → 3NaH2PO2 + PH3↑。关于利用H3PO2进行化学镀银,由于次磷酸中的磷为+1价,氧化产物为H3PO4(+5价),所以1摩尔的H3PO2最多可以还原4摩尔的Ag+。
这些内容在高考化学复习中是非常关键的部分,涵盖了化学反应原理、氧化还原反应、离子方程式的书写以及化合物性质的理解,对于提升学生的化学素养至关重要。在实际解题过程中,学生需要具备证据推理与模型认知能力、宏观辨识与微观探析能力以及变化观念与平衡思想。