无机化学第15章氮族元素习题.docx

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无机化学第15章氮族元素习题

第15章氮族元素

15-1给出以下物质的化学式。

（1）雄黄；

（2）雌黄；

（3）辉锑矿；

（4）锑硫镍矿；

（5）辉铋矿；（6）砷华；

（7）锑华；

（8）铋华

解：

（1）As4S4；

（2）As2S3；

（3）Sb2S3；

（4）NiSbS；

（5）Bi2S3；（6）As2O3；（7）Sb2O3；（8）Bi2O3

（

（

（15-2在稀硫酸介质中达成并配平以下反响的方程式。

（1）I-+NO2-------

（2）NH4++NO2-------

（3）MnO4-+NO2-------

（4）MnO4-+As2O3------

（5）NaBiO3+Mn2+------

（6）H3PO3+NO2-------

（7）I-+AsO43-------

（8）N2H4+NO2-------

（9）N2H4+AgCl------

（10）As2O3+Zn------

（解：

（1）2I-+2NO2-+4H+═==I2+2NO↑+2H2O

（

（2）NH4++NO2-N2+2H2O

（3）4MnO4-+5NO2-+6H+===2Mn2++5NO3-+5H2O

（4）4MnO4-+5As2O3+9H2O+2H+===4Mn2++10H2AsO4-

（5）5NaBiO3+2Mn2++14H+===5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O

（6）H3PO3+NO2-+2H+===H3PO4+2NO↑+H2O

（7）2I-+AsO43-+2H+===I2+AsO33-+H2O

（8）N2H4+NO2-+H+===HN3+2H2O

9）N2H4+4AgCl===4Ag+N2↑+4HCl

10）As2O3+6Zn+12H+===2AsH3↑+6Zn2++H2O

（15-3达成并配平以下NaOH溶液参加的反响。

（1）NaOH+P4------

（2）NaOH（过度）+H3PO2------

（3）NaOH+As2S3------

（4）NaOH+Sb（OH）3------

（5）NaOH+NCl3------

（6）NaOH+NO2------

7）NaOH（过度）+As2O3------

8）NaOH（过度）+H3PO3------

解：

1）3NaOH+P4+3H2O===3NaH2PO2+PH3↑

2）NaOH（过度）+H3PO2===NaH2PO2+H2O

3）6NaOH+As2S3===Na3AsO3+Na3As3+3H2O

4）3NaOH+Sb（OH）===Na3SbO3+3H2O

5）3NaOH+NCl===NH3+3NaClO

6）2NaOH+2NO===NaNO2+NaNO3+H2O

7）6NaOH（过度）+As2O3===2Na3AsO3+3H2O

8）2NaOH（过度）+H3PO3===Na2HPO3+2H2O

15-4达成并配平以下浓硝酸参加的反响。

1）HNO3（浓）+As------

2）HNO3（浓）+Bi------

3）HNO3（浓）+Sb2O3------

4）HNO3（浓）+NaNO2------

5）HNO3（浓）+Bi2S3------

解：

1）5HNO3（浓）+As===H3AsO4+5NO2↑+H2O

2）6HNO3（浓）+Bi===Bi（NO3）3+3NO2↑+3H2O

3）4HNO3（浓）+Sb2O3+H2O===2H3SbO4+4NO2↑

4）2HNO3（浓）+NaNO2===2NO↑+NaNO3+H2O

5）30HNO3（浓）+Bi2S3===2Bi（NO3）3+3H2SO4+24NO2↑+12H2O

15-5给出以下物质受热分解的反响方程式。

（）

3；

（1）LiNO3；

（

2

）

3；

（4）Bi（NO33；

KNO

3

AgNO

（）

32；

（）

32；

）

5

Pb（NO）

6

Fe（NO）

（7）NH43；

（）

42

3；

（）

4227；

NO

8

（NH）CO

9（NH）CrO

（10）NH4；

（

11

）

2；

（）

32；

Cl

NaNH

12

Pb（N）

（13）NaNO2；

（

）

2；

14

AgNO

解：

1）4LiNO3===2Li2O+4NO2↑+O2↑

2）2KNO3===2KNO+O2↑

3）2AgNO3===2Ag+2NO↑+O2↑

4）4Bi（NO3）3===2BiO3+12NO2↑+3O2↑

5）2Pb（NO3）2===2PbO+4NO↑+O2↑

6）4Fe（NO3）2===Fe2O3+8NO2↑+O2↑

C

7）NH4NO3N2O↑+H2O

300C

2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O

8）（NH4）2CO3===2NH3↑+CO2↑+H2O

9）（NH4）2Cr2O7===Cr2O3+N2↑+4H2O

10）NH4Cl===NH3↑+HCl↑

11）2NaNH2===2Na+N↑+2H2↑

12）Pb（N3）2===Pb+3N2↑

13）2NaNO2===Na2O+NO2↑+NO↑

14）AgNO2===Ag+NO2↑

15-6给出以下物质的水解反响方程式，并说明NCl3水解产物与其余化合物的水解产物有何实质差别？

为何？

1）NCl3；

（2）PCl3；（3）AsCl3；（4）SbCl3；（5）BiCl3；（6）POCl3；

解：

1）NCl3+3H2O===NH3↑+3HClO

2）PCl3+3H2O===H3PO3+3HCl

3）AsCl3+3H2O===H3AsO3+3HCl

4）SbCl3+H2O===SbOCl↓+2HCl

5）BiCl3+H2O===BiOCl↓+2HCl

6）POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl

NCl3水解产物既有酸HClO，又有碱NH3，而同族AsCl3和PCl3水解产物为两种酸。

P和As的电负性都小于Cl，AsCl3和PCl3水解时呈正电性的P3+和As3+与水解离出的OH—联合，呈负电性的Cl—与水解离出的H+联合，生成两种酸。

周期数较高的Sb和Bi金属性较强，Sb3+和Bi3+与OH-的联合较弱，故SbCl3

和BiCl3水解不完全，分别生成SbOCl，BiOCl积淀和HCl。

N和Cl的电负性邻近，NCl3中半径小的N的孤电子对向H2O中的H配位，N与

—

H成键并脱去Cl，最平生成NH3；NCl3中半径大的Cl和由水开释出的OH联合，生成HClO。

15-7用反响方程式表示以下制备过程。

1）由NaNO3制备HNO2溶液；

2）由BiCl3制备NaBiO3；

3）由SbCl3制备较纯净的Sb2S5。

解：

（1）将NaNO3制备加热分解，获得NaNO2固体。

2NaNO32NaNO2+O2↑

将NaNO2配制成饱和溶液，冰浴冷却至近0℃，加入在冰浴中冷却至近0℃的稀硫酸：

NO2-+H+===HNO2

（2）向BiCl3溶液中加入过度NaOH溶液，滴加氯水或NaClO溶液，水浴加热，有土黄色NaBiO3积淀生成：

BiCl3+3NaOH===Bi（OH）3+3NaCl

Bi（OH）3+Cl2+3NaOH===NaBiO3↓+3H2O+2NaCl

（3）向SbCl3溶液中加入适当NaOH溶液和氯水，生成Sb（OH）5积淀生成：

SbCl3+Cl2+5NaOH===Sb（OH）5↓+5NaCl

过滤清洗Sb（OH）5积淀。

加入过度Na2S溶液，生成Na3SbS4溶液：

Sb（OH）5+4Na2S===Na3SbS4+5NaOH向溶液中当心滴加稀盐酸，析出Sb2S5积淀：

2Na3SbS4+6HCl===Sb2S5↓+3H2S↑+6NaCl

15-8怎样配制SbCl3和Bi（NO3）3溶液？

解：

SbCl3和Bi（NO3）3都易水解生成积淀：

SbCl3+H2O===SbOCl↓+2HCl

Bi（NO3）3+H2O===BiONO3↓+2HNO3

为防止水解，在配制溶液时先将必定量的盐溶于酸中，再稀释到所需体积即可。

配制SbCl3溶液时，先将SbCl3水合晶体溶于1:

1盐酸中；配制Bi（NO3）3溶液时，先将Bi（NO3）3水合晶体溶于1:

1硝酸中。

15-9分别用三种方法判定以下各对物质。

1）NaNO2和NaNO3；

（2）NH4NO3和NH4Cl；（3）SbCl3和BiCl3；

4）NaNO3和NaPO3；（5）Na3PO4和Na2SO4；（6）KNO3和KIO3

解：

（1）向两种盐的溶液中分别加入酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液退色的是NaNO2，另一种盐是NaNO3：

2MnO4-+5NO2-+6H+===2Mn2++5NO3-+3H2O

将两种盐的溶液分别用HAc酸化，再加入KI，颜色变黄、有I2生成的是NaNO2，无显然变化的是NaNO3：

2HNO2+2I-+6H+===I2+2NO↑+2H2O

向两种盐的溶液中加入AgCl溶液，有黄色积淀生成的是NaNO2，另一种盐是

NaNO3：

Ag++NO2-===AgNO2↓

（2）向两种盐的溶液中加入AgNO3溶液，有黄色积淀生成的是NH4NO3，另一种盐是NH4Cl：

Ag++Cl-===AgCl↓

向两种盐的溶液中分别加入酸性KMnO4溶液，能使KMnO4溶液退色的是

NH4NO3，另一种盐是NH4Cl：

10Cl-+2MnO4-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O

取少许两种盐晶体分别装入两支试管中，加入FeSO4，加水溶解后沿着试管

壁加浓硫酸，在浓硫酸与上层溶液的界面处有棕色环生成的是NH4NO3，另一种盐是NH4Cl：

-2++NO3+3Fe+4H

===

NO+3Fe3++2H2O

NO+Fe2+===Fe（NO）2+（棕色）

（3）将两种盐溶于水，分别滴加NaOH溶液至过度，先有白色积淀生成尔后

积淀又溶解的是SbCl3，加NaOH溶液生成的白色积淀不溶于过度NaOH溶液的

是BiCl3：

Sb3++3OH-===Sb（OH）3↓

Sb（OH）3+3OH-===SbO33-+3H2O

Bi3++3OH-===Bi（OH）3↓

将两种盐溶于稀盐酸，分别加入溴水，能使溴水退色的是SbCl3，另一种盐

是BiCl3：

Sb3++Br2===Sb5++2Br-

向两种盐溶液中加入NaOH和NaClO溶液，微热，有土黄色积淀生成的是

BiCl3，另一种盐是SbCl3：

Bi3++ClO-+4OH-+Na+===NaBiO3↓+2H2O+Cl-

（4）向两种盐溶液中加入AgNO3溶液，有白色积淀生成的是NaPO3，另一种盐是NaNO3：

Ag++PO3-===AgPO3↓

分别将两种盐酸化后煮沸，这时偏磷酸盐PO3-将转变成正磷酸盐PO43-。

再分别加入过度的（NH4）2MoO4，有特点的黄色积淀磷钼酸铵生成的是偏磷酸钠，无此特点现象的是硝酸钠：

PO43-+12MoO42-+24H++3NH4+===（NH4）3PMo12O40·6H2O↓+6H2O

分别将两种盐晶体加入HNO3溶液,有棕色NO2气体生成的是NaNO3，另一种盐是NaPO3：

NO3-+NO2-+2H+===2NO↑+H2O

（5）向两种盐溶液中加入AgNO3溶液，有黄色积淀生成的是Na3PO4，有白色积淀生成的是Na2SO4：

3Ag++PO43-===Ag3PO4↓（黄色）

2Ag++SO42-===Ag2SO4↓（白色）

向两种盐溶液中加入BaCl2溶液后生成的白色积淀不溶于硝酸的是Na2SO4，生成的白色积淀溶于硝酸的是Na3PO4：

Ba2++SO42-===BaSO4↓

2+3-

3Ba+2PO4===Ba3（PO4）2↓

向两种盐溶液中加入碘水溶液，能使碘水退色的是Na3PO4，不可以使碘水退色的是Na2SO4。

因为Na3PO4溶液碱性较强，碘水发生歧化反响：

3I2+6PO43-+3H2O===5I-+IO3-+6HPO42-

（6）将两种盐溶液酸化后滴加Na2SO3溶液，颜色变黄、有I2生成的是KIO3，另一种盐是KNO3：

2IO3-+5SO32-+2H+===I2+5SO42-+H2O

将两种盐分别与NaNO2晶体混淆后滴加浓硫酸，有气态NO2放出的是KNO3，另一种盐是KIO3：

--+

NO3+NO2+2H===2NO↑+H2O

向两种盐溶液中分别加入BaCl2溶液，生成白色积淀者为KIO3，另一种则为

KNO3：

2KIO3+BaCl2===Ba（IO3）2↓+2KCl

15-10提纯以下物质。

1）除掉N2气体中的少许O2和H2O；

2）除掉NO中的少许NO2；

3）除掉NaNO3溶液中的少许NaNO2；解：

1）将N2气经过赤热的铜粉，除掉少许O2：

O2+2Cu===2CuO

再用P2O5干燥N2，除掉少许H2O。

（2）将气体经过水或NaOH溶液后除掉NO2，再用P2O5干燥：

（3NO2+H2O===HNO3+NO

（2NaOH+2NO===NaNO2+NaNO3+H2O

（3）向溶液中加入少许HNO3溶液后加热，可除掉溶液中NO2-：

2NO2-+2H+===NO2+NO+H2O

或向溶液中加入少许NH4NO3溶液后加热，可除掉溶液中NO2-：

NH4++NO2-===N2+2H2O

15-11试分别以下各对离子。

1）Sb3+和Bi3+；

（2）PO43+和NO3-；（3）PO43-和SO42-；（4）PO43-和Cl-

解：

1）向溶液中加入过度NaOH溶液，Sb3+生成可溶性的SbO33-而Bi3+生成Bi（OH）3

积淀：

Sb3++6OH-===SbO33-+3H2O

Bi3++3OH-===Bi（OH）3↓

（2）向溶液中加入AgNO3溶液，PO43-与Ag+生成Ag3PO4积淀而NO3-留在溶液中。

（3）将溶液用硝酸酸化后加入BaCl2溶液，SO42-转变成BaSO4积淀而PO43-转变

为H2PO4-留在溶液中。

4）将溶液用硝酸酸化后加入AgNO3溶液，Cl-转变成AgCl积淀而PO43-转变成H2PO4-留在溶液中。

15-12此刻以下六种磷的含氧酸盐固体，试加以判定。

Na4P207，NaPO3，Na2HPO4，NaH2PO4，NaH2PO2，NaH2PO3

解：

向六种盐的水溶液中分别加入AgNO3溶液生成白色积淀的是Na4P207和

NaPO3：

P2074-+4Ag+===Ag4P207↓（白）

PO3-+Ag+===AgP03↓（白）

生成黄色积淀的是Na2HPO4，NaH2PO4：

HPO42-+3Ag+===Ag3P04↓（黄）+H+

H2PO4-+3Ag+===Ag3P04↓（黄）+2H+

生成黑色积淀的是NaH2PO2，NaH2PO3：

H2PO2-+4Ag++2H2O===4Ag↓（黑）+H3PO4+3H+

（

（

（H2PO3-+2Ag++H2O===2Ag↓（黑）+H3PO4+H+

（

（

（15-13解说以下实验现象。

（1）向含有Bi3+和Sn2+的澄清溶液中加入NaOH溶液会有黑色积淀生成。

（2）向Na3PO4溶液中滴加AgNO3溶液时生成黄色积淀，但向NaPO3溶液中滴加

（AgNO3溶液时却生成白色积淀。

（3）向AgNO3溶液中通入NH3气体，先有棕褐色积淀生成，尔后积淀溶解获得

（无色溶液，但向AgNO3溶液中通入SbH3气体，生成的积淀在SbH3过度时也不溶解。

（4）在煤气灯上加热KNO3晶体时没有棕色气体生成，但KNO3晶体混有CuSO4时有棕色气体生成。

（5）分别向NaH2PO4，Na2HPO4和Na3PO4溶液中加入AgNO3溶液时，均获得黄色的Ag3PO4积淀。

（6）向Na2

4溶液中加入

2溶液有白色积淀生成，但向

24溶液中

HPO

CaCl

NaHPO

加入CaCl2溶液没有积淀生成。

解：

1）在碱性条件下Sn2+将Bi3+复原为单质Bi，生成的粉末产物为黑色：

3Sn2++2Bi3++18OH-=2Bi↓+3Sn（OH）62-

（2）Na3PO4溶液中滴加AgNO3溶液时生成黄色Ag3PO4积淀，向NaPO3溶液中滴加AgNO3溶液时生成的是AgPO3积淀，它显白色。

（Ag+离子的极化能力较强，其半径也较大，因此Ag3PO4中Ag+与负电荷多的PO43-之间的附带极化作用较强，很简单发生电荷跃迁，汲取可见光显颜色。

而AgPO3中Ag+与负电荷少的PO3-之间的附带极化作用较弱，很难发生电荷跃迁，即可见光照耀后不发生电荷跃迁，因此显白色。

（3）向AgNO3溶液中通入NH3气体，先生成棕褐色Ag2O积淀，NH3过度则Ag2O与NH3生成配合物而溶解：

++

2Ag+2NH3+H2O===Ag2O↓+2NH4

向AgNO3溶液中通入

3

气体,发生氧化复原反响，生成的积淀为

23

，

过度的SbH3不可以溶解

SbH

Ag和SbO

Ag

和

23：

SbO

12Ag++2SbH3+3H2O===12Ag↓+Sb2O3↓+12H+

（4）K+极化能力衰，在煤气灯上加热KNO3晶体时生成KNO2和O2，不生成棕色

NO2：

2KNO3===2KNO+O2↑

在KNO3晶体混有CuSO4，混淆物受热时，NO3-接触极化能力较强的Cu2+使NO3-分解成棕色NO2气体：

4KNO3+2CuSO4===4NO2↑+O2↑+2CuO+2KSO4

（5）AgH24和

2

4比

34溶解度大得多，所以向

24，

24

和Na3

PO

AgHPO

AgPO

3

NaHPO

NaHPO

4溶液中加入

3溶液时，都生成黄色的

4积淀。

PO

AgNO

AgPO

（6）CaHPO4不溶于水，Ca（H2PO4）2溶于水。

所以向Na2HPO4溶液中加入CaCl2

溶液有白色积淀生成，向NaH2PO4溶液中加入CaCl2溶液没有积淀生成。

15-14比较以下磷的含氧酸的酸性强弱。

H3PO2，H3PO3，H3PO4，H4P207

解：

酸性

H4P207>H3PO2>H3PO3>H3PO4

H3PO2

?

-2

Ka=5.89

×10

33

1?

-2

HPO

K=3.72

×10

H3PO4

?

-3

K1=7.11

×10

H4P207

?

-1

K1=1.23

×10

15-15达成以下所示物质转变的反响方程式并给出反响条件。

P4O6P4O10

P4H3PO3H3PO4

PH3PCl3PCl5

解：

白磷在不充足的空气中焚烧，生成的氧化物为P4O6：

P4+3O2===P4O6

白磷迟缓与H2O2作用，产物中含有H3PO3：

P4+6H2O2===4H3PO3

白磷与不足量的干燥氯气反响，生成PCl3：

P4+6Cl2===4PCl3

白磷在碱中歧化，生成PH3。

加热有益于歧化反响进行（NaH2PO2进一步歧化

为Na3PO4）：

P4+3NaOH+3H2O===PH3↑+3NaH2PO2

PH3与不足量的干燥氯气反响，生成PCl3：

2PH3+3Cl2===2PCl3+6HCl

P4O6与过度氧作用，生成P4O10：

P4O6+2O2===P4O10

P4O6迟缓溶于冷水，生成H3PO3：

P4O6+6H2O===4H3PO3

PCl3水解生成H3PO3：

PCl3+3H2O===H3PO3+3HCl

PCl3与过度的干燥氯气反响，生成PCl5：

PCl3+Cl2===PCl5

P4O10与过度水作用，生成H3PO4：

P4O10+6H2O===4H3PO4

将H3PO3氧化，生成H3PO4：

H3PO3+H2O2===H3PO4+H2OPCl5完全水解，生成H3PO4：

PCl5+6H2O===H3PO4+5HCl

（15-16简要回答以下问题。

（1）为何NH3溶液显碱性而HN3溶液显酸性？

（2）在H3PO2，H3PO3和H3PO4分子中含有3个H，为何H3PO2为一元酸，H3PO3为二元酸，而H3PO4为三元酸？

>

3）为何与过渡金属的配位能力NH3

NH3>PH3？

4）有人提出，能够由NO2的磁性测定数据剖析NO2分子中的离域π键是π43仍是π33。

你以为能否可行？

为何？

解：

（1）化合物在水溶液中的酸碱性，一般是由其在水中的解离状况决定的。

3是一种稳固的分子，在水中解离出

+离子的能力很弱。

而NH3中

N

的孤

NH

H

对电子对有较强的配位能力，能够与H2O解离出的H+联合，使系统中OH-剩余，

所以NH3的水溶液显碱性：

+

-

?

-5

NH3+H2O===NH3·H2O

NH4+OH

Kb=1.8

×10

HN3的构造远不如N3

-的构造稳固，故HN3在水溶液中将解离出H+，生成稳

定的N3-。

所以显酸性：

3

+3-

a?

=2.5

-5

HN

H+N

K

×10

（2）磷的含氧酸中，只有—OH基团的H能解离出H+，而与P成键的H不可以

解离出H+。

所以，磷的含氧酸是几元酸，是由分子中

H形成几个—OH基团决定

的。

磷的含氧酸的构造如图

15-16-1所示，（a）表示的H3PO2分子中有1—OH个

基团，为一元酸；（b）表示的H33分子中有

—

个基团，为二元酸；（

c

）

PO

2OH

表示的H3PO4分子中有3—OH个基团，为三元酸。

O

O

O

‖

‖

‖

P

P

P

H

HOH

HOHOHHOOH

OH

（a）

（b）

（c