无机化学第15章--氮族元素习题

第15章氮族元素15-1给出下列物质的化学式。（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）Bi2O315-2在稀硫酸介质中完成并配平下列反应的方程式。（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++H2O15-3完成并配平下列NaOH溶液参与的反应。（1）NaOH+P4------（2）NaOH(过量)+H3PO2------（3）NaOH+As2S3------（4）NaOH+Sb(OH)3------（5）NaOH+NCl3------（6）NaOH+NO2------（7）NaOH(过量)+As2O3------（8）NaOH(过量)+H3PO3------解：（1）3NaOH+P4+3H2O===3NaH2PO2+PH3↑（2）NaOH(过量)+H3PO2===NaH2PO2+H2O（3）6NaOH+As2S3===Na3AsO3+Na3As3+3H2O（4）3NaOH+Sb(OH)3===Na3SbO3+3H2O（5）3NaOH+NCl3===NH3+3NaClO（6）2NaOH+2NO2===NaNO2+NaNO3+H2O（7）6NaOH(过量)+As2O3===2Na3AsO3+3H2O（8）2NaOH(过量)+H3PO3===Na2HPO3+2H2O15-4完成并配平下列浓硝酸参与的反应。（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===2NO2↑+NaNO3+H2O（5）30HNO3(浓)+Bi2S3===2Bi(NO3)3+3H2SO4+24NO2↑+12H2O15-5给出下列物质受热分解的反应方程式。（1）LiNO3；（2）KNO3；（3）AgNO3；（4）Bi(NO3)3；（5）Pb(NO3)2；（6）Fe(NO3)2；（7）NH4NO3；（8）(NH4)2CO3；（9）(NH4)2Cr2O7；（10）NH4Cl；（11）NaNH2；（12）Pb(N3)2；（13）NaNO2；（14）AgNO2；解：（1）4LiNO3===2Li2O+4NO2↑+O2↑（2）2KNO3===2KNO2+O2↑（3）2AgNO3===2Ag+2NO2↑+O2↑（4）4Bi(NO3)3===2Bi2O3+12NO2↑+3O2↑（5）2Pb(NO3)2===2PbO+4NO2↑+O2↑（6）4Fe(NO3)2===Fe2O3+8NO2↑+O2↑（7）NH4NO3C200N2O↑+H2O2NH4NO3C3002N2↑+O2↑+4H2O（8）(NH4)2CO3===2NH3↑+CO2↑+H2O（9）(NH4)2Cr2O7===Cr2O3+N2↑+4H2O（10）NH4Cl===NH3↑+HCl↑（11）2NaNH2===2Na+N2↑+2H2↑（12）Pb(N3)2===Pb+3N2↑（13）2NaNO2===Na2O+NO2↑+NO↑（14）AgNO2===Ag+NO2↑15-6给出下列物质的水解反应方程式，并说明NCl3水解产物与其他化合物的水解产物有何本质区别？为什么？（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+3HClNCl3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—结合，呈负电性的Cl—与水解离出的H+结合，生成两种酸。周期数较高的Sb和Bi金属性较强，Sb3+和Bi3+与OH-的结合较弱，故SbCl3和BiCl3水解不彻底，分别生成SbOCl，BiOCl沉淀和HCl。N和Cl的电负性相近，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，最终生成NH3；NCl3中半径大的Cl和由水释放出的OH—结合，生成HClO。15-7用反应方程式表示下列制备过程。（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，得到NaNO2固体。2NaNO32NaNO2+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溶液中加入过量NaOH溶液，滴加氯水或NaClO溶液，水浴加热，有土黄色NaBiO3沉淀生成：BiCl3+3NaOH===Bi(OH)3+3NaClBi(OH)3+Cl2+3NaOH===NaBiO3↓+3H2O+2NaCl(3)向SbCl3溶液中加入适量NaOH溶液和氯水，生成Sb(OH)5沉淀生成：SbCl3+Cl2+5NaOH===Sb(OH)5↓+5NaCl过滤洗涤Sb(OH)5沉淀。加入过量Na2S溶液，生成Na3SbS4溶液：Sb(OH)5+4Na2S===Na3SbS4+5NaOH向溶液中小心滴加稀盐酸，析出Sb2S5沉淀：2Na3SbS4+6HCl===Sb2S5↓+3H2S↑+6NaCl15-8如何配制SbCl3和Bi(NO3)3溶液？解：SbCl3和Bi(NO3)3都易水解生成沉淀：SbCl3+H2O===SbOCl↓+2HClBi(NO3)3+H2O===BiONO3↓+2HNO3为避免水解，在配制溶液时先将一定量的盐溶于酸中，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分别用三种方法鉴定下列各对物质。（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溶液褪色的是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，无明显变化的是NaNO3：2HNO2+2I-+6H+===I2+2NO↑+2H2O向两种盐的溶液中加入AgCl溶液，有黄色沉淀生成的是NaNO2，另一种盐是NaNO3：Ag++NO2-===AgNO2↓（2）向两种盐的溶液中加入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成的是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溶液褪色的是NH4NO3，另一种盐是NH4Cl：10Cl-+2MnO4-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O取少量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：NO3-+3Fe2++4H+===NO+3Fe3++2H2ONO+Fe2+===Fe(NO)2+(棕色)（3）将两种盐溶于水，分别滴加NaOH溶液至过量，先有白色沉淀生成而后沉淀又溶解的是SbCl3，加NaOH溶液生成的白色沉淀不溶于过量NaOH溶液的是BiCl3：Sb3++3OH-===Sb(OH)3↓Sb(OH)3+3OH-===SbO33-+3H2OBi3++3OH-===Bi(OH)3↓将两种盐溶于稀盐酸，分别加入溴水，能使溴水褪色的是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，有土黄色沉淀生成的是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，有白色沉淀生成的是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-将转化为正磷酸盐PO43-。再分别加入过量的(NH4)2MoO4，有特征的黄色沉淀磷钼酸铵生成的是偏磷酸钠，无此特征现象的是硝酸钠：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+===2NO2↑+H2O（5）向两种盐溶液中加入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成的是Na3PO4，有白色沉淀生成的是Na2SO4：3Ag++PO43-===Ag3PO4↓(黄色)2Ag++SO42-===Ag2SO4↓(白色)向两种盐溶液中加入BaCl2溶液后生成的白色沉淀不溶于硝酸的是Na2SO4，生成的白色沉淀溶于硝酸的是Na3PO4：Ba2++SO42-===BaSO4↓3Ba2++2PO43-===Ba3(PO4)2↓Ba3(PO4)2+4H+===Ba2++2H2PO4-向两种盐溶液中加入碘水溶液，能使碘水褪色的是Na3PO4，不能使碘水褪色的是Na2SO4。因为Na3PO4溶液碱性较强，碘水发生歧化反应：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晶体混合后滴加浓硫酸，有气态NO2放出的是KNO3，另一种盐是KIO3：NO3-+NO2-+2H+===2NO2↑+H2O2IO3-+5NO2-+2H+===I2+5NO3-+H2O向两种盐溶液中分别加入BaCl2溶液，生成白