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无机化学第15章 氮族元素习题演示教学

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+ ===4 Mn2++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)+As 2O 3------(8)NaOH(过量)+H 3PO 3------解:(1)3NaOH+P 4+3H 2O === 3NaH 2PO 2+PH 3↑(2)NaOH(过量)+H 3PO 2=== NaH 2PO 2+H 2O(3)6NaOH+As 2S 3 === Na 3AsO 3+Na 3As 3+3H 2O(4)3NaOH+Sb(OH)3 === Na 3SbO 3+3H 2O(5)3NaOH+NCl 3 === NH 3+3NaClO(6)2NaOH+2NO 2 === NaNO 2+NaNO 3+H 2O(7)6NaOH(过量)+As 2O 3 === 2Na 3AsO 3+3H 2O(8)2NaOH(过量)+H 3PO 3 === Na 2HPO 3+2H 2O15-4 完成并配平下列浓硝酸参与的反应。

(1)HNO 3(浓)+As------(2)HNO 3(浓)+Bi------(3)HNO 3(浓)+Sb 2O 3------(4)HNO 3(浓)+NaNO 2------(5)HNO 3(浓)+ Bi 2S 3------解:(1)5HNO 3(浓)+As === H 3AsO 4+5NO 2↑+H 2O(2)6HNO 3(浓)+Bi === Bi(NO 3)3+3NO 2↑+3H 2O(3)4HNO 3(浓)+Sb 2O 3+H 2O === 2H 3SbO 4+4NO 2↑(4)2HNO 3(浓)+NaNO 2 === 2NO 2↑+NaNO 3+H 2O(5)30HNO 3(浓)+ Bi 2S 3 === 2Bi(NO 3)3+3H 2SO 4+24NO 2↑+12H 2O15-5 给出下列物质受热分解的反应方程式。

(1)LiNO 3; (2)KNO 3; (3)AgNO 3;(4)Bi(NO 3)3; (5)Pb(NO 3)2; (6)Fe(NO 3)2;(7)NH 4NO 3; (8)(NH 4)2CO 3; (9)(NH 4)2Cr 2O 7;(10)NH 4Cl ; (11)NaNH 2; (12)Pb(N 3)2;(13)NaNO 2; (14)AgNO 2;解:(1)4LiNO 3 ===2 Li 2O+4NO 2↑+O 2↑(2)2KNO 3 === 2KNO 2+O 2↑(3)2AgNO 3 === 2Ag+2NO 2↑+O 2↑(4)4Bi(NO 3)3 === 2Bi 2O 3+12NO 2↑+3O 2↑(5)2Pb(NO 3)2 === 2PbO+4NO 2↑+O 2↑(6)4Fe(NO 3)2 === Fe 2O 3+8NO 2↑+O 2↑(7)NH 4NO 3 C︒>===200 N 2O↑+H 2O2NH 4NO 3 C ︒===300 2N 2↑+O 2↑+4H 2O(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-。

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