无机化学第15章 氮族元素习题

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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K IO3:

NO3- +NO2- +2H+ === 2NO2↑+H2O 2IO3-+5NO2-+2H+ === I2+5NO3-+H2O

向两种盐溶液中分别加入BaCl2溶液,生成白色沉淀者为KIO3,另一种则为KNO3:

2KIO3+BaCl2 === Ba(IO3)2 ↓+2KCl

15-10 提纯下列物质。

(1)除去N2气体中的少量O2和H2O; (2)除去NO中的少量NO2;

(3)除去NaNO3溶液中的少量NaNO2; 解:

(1)将N2气通过赤热的铜粉,除去少量O2:

O2+2Cu === 2CuO

再用P2O5干燥N2,除去少量H2O。

(2)将气体通过水或NaOH溶液后除去NO2,再用P2O5干燥:

3NO2+H2O === HNO3+NO

2NaOH+2NO2 === NaNO2+NaNO3+H2O

(3)向溶液中加入少量HNO3溶液后加热,可除去溶液中NO2-:

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

或向溶液中加入少量NH4NO3溶液后加热,可除去溶液中NO2-:

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

15-11 试分离下列各对离子。

(1)Sb3+和Bi3+;(2)PO43+和NO3-;(3)PO43-和SO42-;(4)PO43-和Cl- 解: (1)向溶液中加入过量NaOH溶液,Sb3+生成可溶性的SbO33-而Bi3+生成Bi(OH)3沉淀:

Sb3++6OH- === SbO33-+3H2O Bi3++3OH- ===Bi(OH)3↓

(2)向溶液中加入AgNO3溶液,PO43-与Ag+生成Ag3 PO4沉淀而NO3-留在溶液中。 (3)将溶液用硝酸酸化后加入BaCl2溶液,SO42-转化为BaSO4沉淀而PO43-转化为H2PO4-留在溶液中。

(4)将溶液用硝酸酸化后加入AgNO3溶液,Cl-转化为AgCl沉淀而PO43-转化为H2PO4-留在溶液中。

15-12 现在下列六种磷的含氧酸盐固体,试加以鉴定。 Na4P207,NaPO3,Na2HPO4,NaH2PO4,NaH2PO2,NaH2PO3 解:

向六种盐的水溶液中分别加入AgNO3溶液生成白色沉淀的是Na4P207和NaPO3:

P2074-+4Ag+ ===Ag4P207↓ (白) PO3-+Ag+ ===AgP03↓ (白)

生成黄色沉淀的是Na2HPO4,NaH2PO4:

HPO42-+3Ag+ === Ag3P04↓(黄)+H+ H2PO4-+3Ag+ ===Ag3P04↓(黄)+2H+

生成黑色沉淀的是NaH2PO2,NaH2PO3:

H2PO2-+4Ag++2H2O === 4 Ag↓(黑)+H3PO4+3H+ H2PO3-+2Ag++H2O === 2 Ag↓(黑)+H3PO4+H+

15-13 解释下列实验现象。

(1)向含有Bi3+和Sn2+的澄清溶液中加入NaOH溶液会有黑色沉淀生成。 (2)向Na3PO4溶液中滴加AgNO3溶液时生成黄色沉淀,但向NaPO3溶液中滴加AgNO3溶液时却生成白色沉淀。

(3)向AgNO3溶液中通入NH3气体,先有棕褐色沉淀生成,而后沉淀溶解得到无色溶液,但向AgNO3溶液中通入SbH3气体,生成的沉淀在SbH3过量时也不溶解。

(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,均得到黄色的Ag3PO4沉淀。

(6)向Na2HPO4溶液中加入CaCl2溶液有白色沉淀生成,但向NaH2PO4溶液中 加入CaCl2溶液没有沉淀生成。 解:

(1)在碱性条件下Sn2+将Bi3+还原为单质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Ag3 PO4沉淀,向NaPO3溶液中滴加AgNO3溶液时生成的是Ag PO3沉淀,它显白色。 Ag+离子的极化能力较强,其半径也较大,因而Ag3PO4中Ag+与负电荷多的PO43-之间的附加极化作用较强,很容易发生电荷跃迁,吸收可见光显颜色。而AgPO3中Ag+与负电荷少的PO3-之间的附加极化作用较弱,很难发生电荷跃迁,即可见光照射后不发生电荷跃迁,因而显白色。

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

2Ag++2NH3+H2O === Ag2O↓+2NH4+ Ag2O+2NH4++2NH3===2Ag(NH3)2++H2O

向AgNO3溶液中通入SbH3气体,发生氧化还原反应,生成的沉淀为Ag和Sb2O3,过量的SbH3不能溶解Ag和Sb2O3:

12Ag++2SbH3+3H2O === 12 Ag↓+Sb2O3↓+12H+

(4)K+极化能力弱,在煤气灯上加热KNO3晶体时生成KNO2和O2,不生成棕色NO2:

2KNO3 === 2KNO2+O2↑

在KNO3晶体混有CuSO4,混合物受热时,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+2K2SO4

(5)AgH2PO4和Ag2HPO4比Ag3PO4溶解度大得多,因此向NaH2PO4,Na2HPO4和Na3PO4溶液中加入AgNO3溶液时,都生成黄色的Ag3PO4沉淀。

(6)CaHPO4不溶于水,Ca(H2PO4)2溶于水。所以向Na2HPO4溶液中加入CaCl2溶液有白色沉淀生成,向NaH2PO4溶液中加入CaCl2溶液没有沉淀生成。

15-14 比较下列磷的含氧酸的酸性强弱。

H3PO2,H3PO3,H3PO4,H4P207

解:

酸性 H4P207>H3PO2>H3PO3>H3PO4 H3PO2 Ka?=5.89×10-2 H3PO3 K1?=3.72×10-2 H3PO4 K1?=7.11×10-3 H4P207 K1?=1.23×10-1

15-15 完成下列所示物质转化的反应方程式并给出反应条件。

P4O6?P4O10 P4???H3PO3???H3PO4

PH3?PCl3?PCl5

解:

白磷在不充分的空气中燃烧,生成的氧化物为P4O6:

P4+3O2 ===P4O6

白磷缓慢与H2O2作用,产物中含有H3PO3:

P4+6H2O2 === 4H3PO3

白磷与不足量的干燥氯气反应,生成PCl3:

P4+6Cl2 === 4PCl3

白磷在碱中歧化,生成PH3。加热有利于歧化反应进行(NaH2PO2进一步歧化为Na3PO4):

P4+3NaOH+3H2O === PH3↑+3NaH2PO2

PH3与不足量的干燥氯气反应,生成PCl3:

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

P4O6与过量氧作用,生成P4O10:

P4O6+2O2 === P4O10

P4O6缓慢溶于冷水,生成H3PO3:

P4O6+6H2O === 4H3PO3

PCl3水解生成H3PO3:

PCl3+3H2O === H3PO3+3HCl

PCl3与过量的干燥氯气反应,生成PCl5:

PCl3+Cl2 === PCl5

P4O10与过量水作用,生成H3PO4:

P4O10+6H2O === 4H3PO4

将H3PO3氧化,生成H3PO4:

H3PO3+H2O2 === H3PO4+H2O

PCl5彻底水解,生成H3PO4:

PCl5+6H2O === H3PO4+5HCl

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