第14章 氮族元素
- 格式：doc
- 大小：79.00 KB
- 文档页数：5
第14章氮族元素
14-2 请回答下列各问题
（1）为什么从NO+、NO到NO-的键长逐渐增大？
（2）为什么N2O能助燃？写出其△f G mӨ数据。
答：(1)NO分子（键级为2.5）的反键π轨道上有一个电子，NO失去一个反键电子，故NO+键级增大为3，键能增大，键长减小；NO得一个电子后反键电子增加，键级变成2，键长缩短。
(2) N2O的△f GΘ（kJ·mol-1）= 103.7 kJ·mol-1，说明N2O能自发生成N2和O2。
由于N2O能自发分解生成氧气，所以能助燃。
14-3 （1）如何除去N2中少量NH3和NH3中的水气？
（2）如何除去NO中微量的NO2和N2O中少量的NO？
答：(1)含有杂质氨的氮气，通过浓硫酸，除去氨；含有水汽的氨气通过碱石灰除去微量水汽；
(2) 气体通过水或氢氧化钠溶液除去微量NO2；气体通过浓的FeSO4溶液（加些浓硫酸）除去NO。
14-4 解释：
（1）将NH3、NH2OH、HN3及N2H4按碱性减弱顺序排列，并结合它们的分子结构对排列的顺序加以解释。
（2）NH3和PH3作为配体，配位能力有何差别？在水中溶解性有何差别？
（3）AgNO3、Pb(NO3)2、LiNO3及NaNO3的分解产物是什么？说明理由。
（4）请根据某些事实比较As2S3、Sb2S3、Bi2S3的酸碱性和还原性，并写出相关反应式。
答：(1) 从NH3、N2H4、NH2OH到HN3，N的氧化数从-3、-2、-1到-1/3，原子上负电荷密度依次降低，对H(+1)的吸引能力依次降低，酸性依次增强；氮原子上的孤电子对受N原子约束程度愈加严重，‘给出孤电子对’的配位能力减弱，碱性依次减弱。
(2) NH3分子的中心氮原子虽无空的d轨道，但由于氢的电负性较小，NH3分子的中心原子给电子对的能力较强，因而NH3能和许多过渡金属生成稳定的配合物。
PH3中P的电负性不大，且中心磷原子有空的d轨道，可以接受过渡金属（尤其是低价态过渡金属）的d电子形成d—d 键(反馈键)而使PH3生成配合物更稳定。
NH3分子的中心氮原子上孤电子对电子云在氮原子一侧密集，与H（+1）形成氢键能力很强，相反PH3形成氢键能力极弱。
故NH3极易溶于水，而PH3在水中溶解很小。
(3) Ag+离子极化能力很强，金属活动性比铜差，在分解生成AgNO2的温度下，AgNO2和Ag2O 都已不稳定了，所分解产物为Ag、O2和NO2；活泼性在Mg和Cu之间的（包括Mg和Cu），在分解生成亚硝酸盐的同时，亚硝酸盐已不稳定，但其氧化物稳定，故分解生成金属氧化物、二氧化氮和氧气。
锂和镁有相似性，在LiNO3分解成LiNO2的同时，因为Li+离子极化力较强，使得LiNO2不稳定，分解生成Li2O。
LiNO3分解的主要产物为Li2O、O2和NO2。
Na+离子极化力差，分解产物为NaNO2和O2。
14-5 红磷长时间放置在空气中逐渐潮解与NaOH、CaCl2在空气中潮解，实质上有什么不同？潮解的红磷为什么可以用水洗涤来进行处理？
答：红磷被氧气缓慢氧化生成的P4O10等（生成偏磷酸等）吸水性很强；NaOH、CaCl2在空气中潮解是因为吸水，Ca2+ 离子水合热较大水合能力强是促进溶解重要因素，而NaOH 易吸水溶解是与溶解熵增及稀释放热有关。
潮解的红磷洗去P4O10后快速干燥，干燥红磷不吸水。
14-7说明：
（1）用K[Sb(OH)6]鉴定Na+时，对溶液的酸碱性有什么要求？为什么？
（2）说明生成NH4MgPO4的条件；
（3）说明生成黄色钼磷酸铵沉淀的条件。
（4）铋酸钠在酸性溶液中能将Mn2+离子氧化为MnO4-离子，加盐酸以提供酸性条件，可否？为什么？
（5）0.1molPCl5和0.1molAgNO3溶于同一升水中，有无Ag3PO4沉淀生成？说明原因。
（6）试用平衡移动原理解释为什么在Na2HPO4或NaH2PO4溶液中加入AgNO3溶液均析出黄色的Ag3PO4沉淀？析出Ag3PO4沉淀后溶液的酸碱性有什么变化？写出相应的反应方程式。
（7）如何区别偏磷酸根、焦磷酸根和磷酸根？
（8）怎样配制和区别SbCl3和Bi(NO3)3溶液？如何鉴定Bi3+？
答：（1）强碱性，用KOH。
若酸性大生成锑（v）酸沉淀；
（2）氯化铵和氨水的缓冲溶液，pH~9-10；除被检物外，其余离子尽可能浓度大些；
（3）较浓HNO3，Mo（VI）/P(V)比要高；加热。
（4）不可以。
因为Cl-离子能将NaBiO3及MnO4- 还原。
（5）生不成Ag 3PO 4。
因为HPO 42-的电离常数很小，且PCl 5水解所得的H +极大地抑制HPO 42-的电离，使[Ag +]3[PO 43-] < K sp
(6) Ag 3PO 4是难溶物，其溶解度比Ag 2HPO 4及 AgH 2PO 4大得多。
加入AgNO 3后，先达到Ag 3PO 4的K Θsp ，生成Ag 3PO 4沉淀。
使HPO 42-的电离平衡及H 2PO 4-的电离平衡向电离方向移动，Ag 3PO 4沉淀不断生成，酸性增加，达到平衡。
酸性增加更不利于其它两种沉淀生成。
2HPO 42- + 3Ag +
Ag 3PO 4 ↓+ H 2PO 4-
3 H 2PO 4-+ 3Ag + Ag 3PO
4 ↓+ 2H 3PO 4
(7) 偏磷酸根 焦磷酸根 磷酸根
加HAc ，再加AgNO 3 白↓ 白↓ 黄↓
加HAc ，再加鸡蛋清水溶液 乳白色浑浊 ＿ ＿
（8）.配制溶液：先将SbCl 3溶解在浓盐酸中，再稀释到所需浓度；同理，将Bi(NO 3)3溶解在浓硝酸中，再稀释到所需浓度。
SbCl 3 Bi(NO 3)3
方法1： 加H 2S （aq ） 橙红↓ 黑色 ↓
方法2：加过量NaOH 溶液，
再加过量新配制的亚锡酸钠溶液 黑色 ↓
14-10 完成下列物质间的转化
（1）NH 3—NO —HNO 3—NH +4
（2
（3）Bi 2S 3—Bi 2O 3—Bi —Bi 3+—Bi(OH)3—NaBiO 3
(1) Pt 3224NH +5O 4NO+6H O −−→
222NO O = 2NO +
2233NO H O = 2HNO NO ++↑
10HNO 3 (极稀)+4Zn =NH 4NO 3 + 4Zn(NO 3)2 +3H 2O
(2) 3422342Ca (PO )6SiO 10C 6CaSiO P 10CO ++−−−→++↑高温
432343P 20HNO 8H O = 12H PO 20NO +++↑
P 4+3KOH+3H 2O −→−
∆ PH 3↑+3KH 2PO 2 PH 3 +2O 2 = H 3PO 4
(3) 2Bi 2S 3 +9O 2 −→−
∆ 2 Bi 2O 3 + 6 SO 2 Bi 2O 3 + 3C −→−
∆ 2Bi + 3CO 2Bi+6H 2SO 4(热、浓)＝Bi 2(SO 4)3+3SO 2↑+6H 2O
Bi 3+ + 3OH - = Bi(OH)3↓(白)
Bi(OH)3 + Cl 2 + 3NaOH = NaBiO 3 + 2NaCl + 3H 2O
14-11 完成并配平下列反应方程式
答：
(2) 4272232(NH )Cr O N Cr O 4H O ∆−−→↑++
(3) 242322MnO 5HNO H 2Mn
5NO 3H O -++-++=++ (4) -2222I 2HNO 2H I 2NO 2H O +++=+↑+
(5) N 2H 4(l)+2H 2O 2===N 2(g)+4H 2O
(6) 2NH 2OH+4Fe 3+===N 2O+4Fe 2++4H ++H 2O
(7) H 3PO 2 + 4FeCl 3 + 2H 2O = H 3PO 4 + 4FeCl 2 + 4HCl
(8) Ca 3(PO 4)2 + 6H 2SO 4 = CaSO 4 + Ca(H 2PO 4)2
(9) P 4+3KOH+3H 2O −→−
∆ PH 3↑+3KH 2PO 2 (10) 2AsCl 3 + 6Zn+6HCl ＝2AsH 3+6ZnCl 2
(11) 2Mn 2++5NaBiO 3+4H +== 5Na ++2MnO -4+ 5BiO ++2H 2O
(12) Bi(OH)3 + Cl 2 + 3 NaOH → NaBiO 3 + 2 NaCl + 3 H 2O
(13) 2Na 2HPO 4 −→−
∆Na 4P 2O 7+H 2O (14)3 As 2S 3 + 28HNO 3 + 4H 2O =6H 3AsO 4 +9 H 2SO 4+ 28NO
14-12 有一种无色气体A ，能使热的CuO 还原，并逸出一种相当稳定的气体B 。
将A 通过加热的金属钠能生成一种固体C 并逸出一种可燃性气体D 。
A 能与Cl 2分步反应，最后得到一种易爆的液体E 。
指出A 、B 、C 、D 和E 各为何物？并写出各过程的反应方程式。
答：3CuO + 2NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O A: NH3；B:N2；
2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + H2C: NaNH2；D：H2 NH3 +3Cl2 =NCl3 +3HCl E：NCl3。
