第10课时 归纳拓展——非金属的氢化物和含氧酸
高考“源于教材而又高于教材”，在元素化合物部分表现最为突出，如2016全国卷ⅡT26
考查陌生氢化物(N2H4)、2015全国卷ⅠT26考查陌生含氧酸(草酸)。怎样才能使考生遇“新”而不慌。本课时在不偏离考纲的基础上，适当地拓宽一些教材外的非金属氢化物和含氧酸，旨在让考生达到学一物通一类，提高考生的迁移运用能力。
拓展一 重要的非金属氢化物
1.硫化氢(H2S)
物理性质 毒性 电离方程式 H2无色、有臭鸡蛋气味的气体；1体积的水能溶解2.6体积的H2S 有毒 －＋H， HS＋－＋＋S(H2S的酸2－性弱于H2SO3的酸性) n(NaOH)≤1时，反应方程式： n(H2S)与碱溶液反应 H2S＋NaOH===NaHS＋H2O 水溶液是二元弱酸 n(NaOH)≥2时，反应方程式： n(H2S)H2S＋2NaOH===Na2S＋2H2O 与CuSO4溶液反应的方程式： 与某些盐溶液反应 化学性质 H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4 与(CH3COO)2Pb溶液反应的方程式：H2S＋(CH3COO)2Pb=== PbS↓＋2CH3COOH 2MnO4＋5H2S＋6H===2Mn＋5S↓＋8H2O 2Fe＋H2S===2Fe＋S↓＋2H3＋2＋＋ －＋2＋能被酸性KMnO4溶液、Fe、氯水、溴强还原性 水、碘水、硝酸、浓硫酸、O2、SO2等氧化 3＋X2＋H2S===2X＋2H＋S↓(X代表Cl、Br、I) H2S气体不完全燃烧的化学方程式： 点燃2H2S＋O2=====2S＋2H2O H2S气体完全燃烧的化学方程式：2H2S＋点燃3O2=====2SO2＋2H2O 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O －＋制备 实验室用FeS与稀H2SO4或稀盐酸反应制备H2S：FeS＋2H===Fe＋H2S↑ ＋2＋ 1
用途
2.联氨(N2H4) (1)分子结构
常用作废水处理中的沉淀剂，使某些重金属离子以硫化物的形式沉淀 联氨又称为肼，其电子式为 (2)化学性质 ①弱碱性：
联氨是一种二元弱碱，其电离方程式为 N2H4＋H2ON2H5＋H2O
＋
，结构式为。
N2H5＋OH、 N2H6＋OH。
2＋
－
＋－
②具有较强的还原性，能被X2(X代表Cl、Br、I)、H2O2、AgNO3等氧化。 肼与Cl2反应的化学方程式： 2Cl2＋N2H4===N2＋4HCl； 肼与H2O2反应的化学方程式： N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O； 肼被AgNO3氧化的离子方程式： N2H4＋4Ag===4Ag＋N2＋4H。 (3)制备
联氨可用NaClO溶液氧化过量的NH3制取，离子方程式为2NH3＋ClO===N2H4＋Cl＋H2O。 (4)用途
作还原剂、作喷气式发动机和火箭的燃料等。
3.磷化氢(PH3) (1)分子结构
－
－
＋
＋
PH3的电子式为(2)化学性质 ①与酸的反应：
，结构式为，与NH3的结构类似，呈三角锥形。
PH3与HI反应的化学方程式：PH3＋HI===PH4I。 ②较强的还原性：
2
PH3能被某些金属盐(如Cu、Ag等)氧化得到金属单质，如PH3与CuSO4溶液反应的化学方程式为
4CuSO4＋PH3＋4H2O===H3PO4＋4Cu＋4H2SO4。 ③在一定温度下，PH3能与O2反应生成H3PO4： 反应的化学方程式为PH3＋2O2△,H3PO4。 (3)制备原理
①磷化钙水解：Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑。 ②PH4I与碱反应：
PH4I＋NaOH===NaI＋H2O＋PH3↑。 ③单质磷溶于碱：
P4＋3NaOH＋3H2O===3NaH2PO2＋PH3↑。 4.砷化氢(AsH3) (1)分子结构
2＋＋
砷化氢(AsH3)又称胂，其电子式为 (2)化学性质 ①不稳定性：
。
△
在缺氧的条件下，胂受热分解为单质，反应的化学方程式为2AsH3=====2As＋3H2。 ②还原性：
AsH3具有较强的还原性，能被酸性KMnO4、K2Cr2O7、AgNO3溶液等氧化，其中胂还原AgNO3
溶液就是古代试砷法：
2AsH3＋12AgNO3＋3H2O===As2O3＋12HNO3＋12Ag↓。
③室温下，在空气中能自燃，反应方程式为2AsH3＋3O2===As2O3＋3H2O。 (3)制备
①金属砷化物水解：Na3As＋3H2O===3NaOH＋AsH3↑。 ②用强还原剂还原砷的氧化物：
As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3＋6ZnSO4＋3H2O。
[对点训练]
1．在氢硫酸中通入或加入下列物质：①O2、②Cl2、③SO2、④CuSO4溶液，能使溶液pH降低的是( )
A．①③ C．②③④
B．②④ D．①
解析：选B 向氢硫酸中通入或加入四种物质，发生的反应分别为：
3
①2H2S＋O2===2S↓＋2H2O 溶液pH升高； ②Cl2＋H2S===S↓＋2HCl 溶液pH降低； ③SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O 溶液pH升高； ④H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4 溶液pH降低。
2．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题，下列关于硫化氢的说法错误的是( )
A．H2S是一种弱电解质 B．可用石灰乳吸收H2S气体
C．根据如图可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2S D．H2S在空气中燃烧可以生成SO2
解析：选C H2S在溶液中不能完全电离，是一种弱电解质，A正确；硫化氢具有酸性，可与石灰乳反应，可用石灰乳吸收H2S气体，B正确；根据题图可知FeCl3能氧化H2S，CuCl2与H2S反应生成CuS，没有发生氧化还原反应，C错误；H2S具有还原性，在空气中完全燃烧可以生成SO2，如氧气不足，可生成S，D正确。
3．联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)联氨分子的电子式为__________________，其中氮元素的化合价为________。 (2)联氨是二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨与硫酸反应形成酸式盐的化学式为________________________________________________________________________。
(3)联氨是一种常用的还原剂，向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是____________，联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，反应的化学方程式为__________________________________________。
解析：(1)联氨是共价化合物，其电子式为；根据化合物中各元素化
合价代数和为零的原则可知氮元素的化合价为－2。(2)联氨是二元弱碱，与H2SO4反应生成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。(3)联氨是一种还原剂，能将AgBr中的Ag还原为Ag，自身被氧化为N2，则向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，可观察到固体逐渐变黑，并有气泡产生。联氨与O2发生的反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O。
＋
4
答案：(1) －2 (2)N2H6(HSO4)2
(3)固体逐渐变黑，并有气泡产生 N2H4＋O2===N2＋2H2O
拓展二 重要的非金属含氧酸
1.草酸(H2C2O4) (1)分子结构
草酸是二元酸，其电离常数为Ka1＝5.9×10
－2
、Ka2＝6.4×10
－5
，其键线式为
。
(2)化学性质
①具有酸的通性，能与碱发生中和反应，能使指示剂变色，能与碳酸盐反应放出CO2。 如：与Na2CO3反应的化学方程式：Na2CO3＋H2C2O4===Na2C2O4＋H2O＋CO2↑。 ②较强的还原性：
草酸具有很强的还原性，与氧化剂作用易被氧化成CO2和水，可以使酸性KMnO4溶液褪色，反应的离子方程式为2MnO4＋5H2C2O4＋6H===2Mn＋10CO2↑＋8H2O。
该反应在定量分析中被用作测定KMnO4浓度的方法，草酸还可以被NaClO溶液氧化，反应的离子方程式为H2C2O4＋ClO===Cl＋2CO2↑＋H2O。
③不稳定性：
草酸在189.5 ℃或遇浓H2SO4会分解生成CO2、CO和H2O，反应的化学方程式为H2C2O4
浓H2SO4=====△CO↑＋CO2↑＋H2O。实验室里可以利用此反应制取CO气体。
2.亚硝酸(HNO2) (1)化学性质 ①不稳定性：
亚硝酸仅存在于稀的水溶液中，不稳定，易分解成NO2和NO。 ②弱酸性：
HNO2是一种一元弱酸，能与碱发生中和反应，与NaOH溶液反应的化学方程式为HNO2＋NaOH===NaNO2＋H2O。
③强氧化性：
HNO2具有氧化性，能氧化I、Fe等还原性物质，反应的离子方程式分别为
5
－
2＋
－
－
－
＋
2＋
2024届高考化学一轮复习非金属的氢化物和含氧酸学案
