第十三章 氮 族 元 素

1. 試寫出硝酸或硝酸鹽被還原為六種不同產(chǎn)物的化學(xué)方程式。
2. 寫出下列各種硝酸鹽的熱分解化學(xué)方程式：
(1) NaNO3 (2) NH4NO3 (3) LiNO3 (4) Cu(NO3)2 (5) AgNO3
3. 試寫出下列各物質(zhì)的熱分解方程式：
(1) NH4Cl (2) NH4NO2 (3) (NH4)2Cr2O7 (4) (NH4)2SO4
(5) (NH4)2CO3 (6) NH4ClO4 (7) NH4NO3 (8) NH4HCO3
4. 指出下列各分子或離子中氮的氧化數(shù)：N2，NH4+，NaNO3，N2H4，NH2OH，NO2，N2O4，NH4NO3，N2O，NCl3，Li3N，HN3
5. 為什么硝酸能用于從Na2CO3制備CO2而不能用于從Na2SO3制備SO2？寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。
6. 什么叫同素異形體？磷有幾種主要的同素異形體？它們的性質(zhì)主要區(qū)別表現(xiàn)在哪些方面？
7. 計(jì)算下列各分子中磷的氧化數(shù)：PH3，H3PO2，H3PO3，H3PO4，H4P2O7，PH4I，P4，PCl3
8. 寫出NaH2PO4、NaNH4HPO4和NH4MgPO4的熱分解方程式。
9. 試從HO－P－OH的縮水過程表明焦磷酸，偏磷酸，鏈狀三磷酸，環(huán)狀三偏磷酸的結(jié)構(gòu)式。
10. 已知H3PO2是一元酸，你能推斷出此酸的結(jié)構(gòu)式嗎？
11. 為什么NCl3不穩(wěn)定，易爆炸，而PCl3則不然？寫出它們與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。
12. 估計(jì)下列各酸的pK1值：H2CrO4，HBrO4，HClO，H5IO6，HNO3
13. 試寫出下列各物質(zhì)的反應(yīng)方程式
(1) Mg + N2 ??
(2) NH3 + CuO ??
(3) HNO3
(4) PCl3 + H2O ??
(5) NaBiO3 + MnCl2 + HCl ??
(6) AsH3 + AgNO3 + H2O ??
(7) As2S3 + HNO3(濃) ??
(8) H3AsO4 + KI+ HCl ??
14. 為什么用濃硝酸處理固體As、Sb和Bi只能分別生成H3AsO4溶液、Sb2O5白色沉淀和Bi3+離子溶液？
15. 試說明為何無NX5和BiI5存在。
16. 試解釋砷分族的硫化物皆有色且難溶于水的原因。
17. 為什么Ag3PO4黃色沉淀既能溶于醋酸又能溶于濃氨水？
18. 下面的排列順序是堿性減少的順序：NH3>N2H4>NH2OH，根據(jù)分子結(jié)構(gòu)來解釋此順序。
19. 試解釋：為什么有SF6化合物，而OF6不存在；為什么有PCl5化合物而NCl5不存在？
20. 試解釋：(1) N2比O2、Cl2穩(wěn)定 (2) 紅磷比白磷不活潑 (3) Bi的熔點(diǎn)特別低
(4) 氮的最高共價(jià)為4，磷的最高共價(jià)為6
21. 在由砷酸鹽在酸性介質(zhì)中與H2S反應(yīng)制備硫化砷(III)時(shí)，為什么說I? 可以作為催化劑？用相應(yīng)的反應(yīng)方程式說明。
22. 試比較Mg3N2，NCl3，PCl3，BiCl3的水解產(chǎn)物并從中找出規(guī)律性。
23. 試解釋為何N2比N2+有較大的離解能，而O2比O2+的離解能低。
24. 有一白色固體，溶于水，顯弱酸性，加堿中和，再加入I2，則顏色消失，酸化后又有I2的棕黃色出現(xiàn)，試判斷固體為何物，并寫出反應(yīng)方程式。
25. 如何鑒別某無色晶體是否為NaNO3、NaNO2或NH4NO3？
26. 某溶液中可能有As3+、Sb3+、Bi3+，如何鑒別？
27. 如何區(qū)別下列各組物質(zhì)：
(1) 硝酸鹽溶液及亞硝酸鹽溶液
(2) 磷酸溶液及亞磷酸溶液
(3) 固體氯化銨和硝酸銨
28. 如何將含有H3PO4、H3AsO4和Bi3+離子的混合溶液，彼此分離成含有H3PO4、H3AsO4和Bi3+離子的三個(gè)溶液？
29. 聯(lián)氨的標(biāo)準(zhǔn)生成熱為+50.88kJ?mol－1，試計(jì)算聯(lián)氨的燃燒熱。
N2H4(l) + O2(g) ?? N2(g) + 2H2O(l)
30. 活潑金屬能使NO3?還原到NH3。現(xiàn)有25cm3、含有NO3? 離子的溶液與活潑金屬反應(yīng), 放出的氨氣通入50.00cm3、0.1500mol?dm－3鹽酸溶液中, 過量的HCl需要32.10cm3、0.1000mol?dm－3的NaOH完全中和，問此原始溶液中，NO3?離子的濃度為多少？
31. 在酸性條件下，聯(lián)氨(H2NNH2)被IO3? 氧化成N2，IO3? 成為I? (注意：聯(lián)氨是一種弱堿，在酸性溶液中主要以N2H5+離子存在)(1)寫出此離子反應(yīng)方程式(2)假設(shè)10.00cm3的聯(lián)氨溶液，氧化后可以得到30.7cm3的N2（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，問聯(lián)氨的摩爾濃度是多少？在此氧化反應(yīng)中需要的KIO3的最小量為多少克？
32. 寫出下面的離子反應(yīng)方程式：
(1) 在酸性的亞硝酸溶液中，分別用Br2、MnO4? 和Cr2O72? 氧化亞硝酸。
(2) 硝酸根離子被I－離子還原到NO，而I－離子變成了I3－；被HSO3－還原到NH3。
(3) 亞硝酸與氨水反應(yīng)得到N2。
(4) 用附表的數(shù)據(jù)計(jì)算Br2(液)與HNO2反應(yīng)的平衡常數(shù)。

33. 硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物，溶于水，配成250cm3的溶液。用25.00cm3含KMnO4 3.16g?dm－3的溶液滴定31.35cm3的上述溶液，恰好使此高錳酸鉀溶液退色。另取25cm3原始溶液加入過量的Devarde合金和氫氧化鉀蒸餾，把餾出物收集在50.00cm3、0.1mol?dm－3的硫酸溶液中，需32.50cm3、0.2mol?dm－3NaOH溶液中和過量的硫酸，計(jì)算原始溶液中硝酸鈉和亞硝酸鈉的重量(Devarde合金含：45%Al、5%Zn、50%Cu)
34. 已知在酸性條件下：
HNO2 + H+ + e ＝ NO + H2O φ ? = +1.00V
NO3? + 3H+ + 2e = HNO2 + H2O φ ? = +0.94V
試根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷HNO2能否與Fe2+，SO32?，MnO4? 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，若能反應(yīng)，寫出離子反應(yīng)方程式，并指出HNO2是氧化劑還是還原劑？
35. 計(jì)算工業(yè)上用氨氧化法制硝酸時(shí)，在700℃、0.99atm下，每消耗1m3氨氣，理論上可以制得多少千克70%硝酸？
36. 1atm，25℃時(shí)，2NH3 N2 + 3H2 反應(yīng)達(dá)到平衡，有3%氨氣分解，求此反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc及Kp。
37. 為了測定銨態(tài)氮肥中的含氮量，稱取固體樣品0.2471g，加足量NaOH溶液，并進(jìn)行蒸餾，用50.00cm3、0.105mol?dm－3的鹽酸吸收，再用0.1022mol?dm－3NaOH溶液滴定。“吸收液”中剩余的HCl，消耗了11.69cm3NaOH溶液，計(jì)算肥料中氮的百分含量。
38. 取1.55g紅磷與充足的空氣反應(yīng)，可生成P2O5多少克？將生成的P2O5溶于250cm3熱水中(設(shè)體積不變）所得溶液的摩爾濃度是多少？溶液中的[H+]=？可置換的H+離子物質(zhì)的量濃度是多少？(K1=7.52×10－3)
39. 試求：25℃時(shí)下面反應(yīng)的平衡常數(shù)：3HNO2(aq) = H3O+(aq) + 2NO(g) + NO3?(aq)
40. 用1g硫完全溶于過量的液態(tài)氨中得到一種氣體和一種僅含氮、硫兩種元素的化合物，此氣體能使醋酸鉛試紙變黑色。收集反應(yīng)中生成的氣體，體積為418cm3(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）推斷出此固體的經(jīng)驗(yàn)式，并寫出此反應(yīng)的方程式。
41. 已知在OH? 溶液中，AsO43? + 2H2O + 2e = AsO2? + 4OH?，φ ? = －0.71V，I2 + e = 2I?，φ ? = +0.535V，求反應(yīng)：AsO2? ＋ I2 + 4OH? = AsO43? + 2I? + 2H2O的K值。
42. 一般說來，連續(xù)的各級電離常數(shù)之間相差104或105因子，但是當(dāng)各個(gè)質(zhì)子來源于分子鍵上各個(gè)不同的部位，這個(gè)規(guī)則就被打破了。例如聚酸H4P2O7是一個(gè)四元酸，離解常數(shù)分別為K1=1.4×10－1、K2=1.11×10－3、K3=2.9×10－7、K4=3.6×10－9。已知有0.250mol?dm－3 H4P2O7，試計(jì)算平衡時(shí)H3O+，H4P2O7，H3P2O7?，H2P2O72?，HP2O73? 和P2O74?等離子濃度。
43. 化合物A是一種無色液體，在其水溶液中加入HNO3和AgNO3時(shí)，生成白色沉淀B，B能溶解于氨水而得到一溶液C，C中加入HNO3時(shí)B重新沉淀出來。將A的水溶液以硫化氫飽和，得黃色沉淀D，D不溶于稀HNO3，但能溶于KOH和KHS的混合溶液中，得到溶液E。酸化E時(shí)D又重新沉淀出來。D又能溶解于KOH和H2O2的水溶液中，得溶液F。F用Mg(NO3)2和NH4NO3的混合溶液處理時(shí)得白色沉淀G，G溶于醋酸，所得溶液以AgNO3溶液處理時(shí)，得紅棕色沉淀H。試鑒別各字母所表示的物質(zhì)，并用化學(xué)方程式說明各反應(yīng)過程。
44. 試解釋：NO2容易形成二聚物，ClO2和NO則不能形成二聚物。
45. 試解釋：NF3比較穩(wěn)定，約在250℃時(shí)才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而NCl3卻是極其危險(xiǎn)的易爆炸的油狀物。
46. N2H4是幾元堿？比較N2H4和NH3的堿性、還原性及熱穩(wěn)定性大小？
47. 25℃時(shí)水溶液中肼與強(qiáng)酸反應(yīng)結(jié)合一個(gè)質(zhì)子的平衡常數(shù)為3.0×108，求N2H4的堿式電離常數(shù)Kb及其共軛酸的酸式電離常數(shù)Ka。
48. PCl5在加壓下于148℃液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測得P—Cl的鍵長為198pm和206pm兩種，PBr5的熔體也能導(dǎo)電，測得P—Br只有一種鍵長
(1) 試解釋PCl5(l)和PBr5(l)為什么會(huì)導(dǎo)電?
(2) 試解釋PCl5(l)為什么會(huì)存在兩種鍵長，而PBr5(l)為什么只存在一種鍵長？
(3) 畫出所有分子、離子的幾何構(gòu)型。
49. HN3有哪些可能的共振結(jié)構(gòu)？標(biāo)明每個(gè)共振結(jié)構(gòu)中所有原子的形式電荷。討論HN3分子中三個(gè)氮原子的雜化方式并比較它們之間的N－N鍵的鍵長的長短。
50. 在常溫下把NO氣體縮到100個(gè)大氣壓，在一個(gè)體積固定的容器里加熱到50℃，發(fā)現(xiàn)氣體的壓強(qiáng)迅速下降。已知其中一種產(chǎn)物為N2O，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并解釋為什么最后的氣體總壓略小于原壓的2/3？
51. 近期報(bào)導(dǎo)了用三甲基鋁[Al(CH3)3]2(A)和2，6－二異丙基苯胺(B)為原料，通過兩步反應(yīng)，得到一種具有與苯相似結(jié)構(gòu)的環(huán)鋁氮烷的衍生物(D)：
第一步：A＋2B == C＋2CH4
第二步：□C □D＋□CH4（□中需填入適當(dāng)?shù)南禂?shù)）
請回答下列問題：
(1) 分別寫出兩步反應(yīng)的配平的化學(xué)方程式
(2) 寫出D的結(jié)構(gòu)式
(3) 設(shè)在第一步反應(yīng)中，A與過量的B完全反應(yīng)，產(chǎn)物中的甲烷又全部揮發(fā)，對反應(yīng)的混合物進(jìn)行元素分析，得到其質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：
C(碳)：73.71% N(氮)：6.34%
試求混合物中B和C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?
52. 金屬鉍溶解在熔融的BiCl3中，得到一個(gè)組成為Bi24Cl28的黑色固體，其結(jié)合方式為(Bi9)xa (BiCl5)yb (Bi2Cl8)zc。試確定x、y、z和a、b、c的值并畫出各單元的結(jié)構(gòu)式。
53. 在P4O10中兩種P－O鍵的鍵長之差為0.23?，而在P4S10中P－S鍵的相應(yīng)差別為0.13?，試說明之。

標(biāo)簽：無機(jī)化學(xué)試卷大一