V группа Периодической системы элементов.

ПНИКТОГЕНЫ.

Контрольные вопросы и задачи

АЗОТ

1. 2. Запишите электронные формулы атомов подгруппы азота. Почему азот в отличие от атомов других проявляет степень окисления +5, а валентность IV? Объясните в ряду элементов главной подгруппы V группы закономерности в изменении следующих свойств: атомных радиусов, потенциалов ионизации, сродства к электрону, электроотрицательностей, устойчивости степеней окисления.

3.Строение молекулы азота (метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей).

4. В какой степени окисления атомы азота могут проявлять: а) только окислительные свойства, б) только восстановительные свойства, в) окислительные и восстановительные свойства. Привести примеры (уравнения химических реакций).

5. Какой тип гибридизации атомных орбиталей азота имеет место при образовании молекулы аммиака? Какую геометрическую формулу в связи с этим имеет молекула? Дайте схему перекрывания электронных облаков в молекуле аммиака. Почему валентный угол в молекуле аммиака меньше 109⁰28^’ (107⁰)?

6. Сравните водородные соединения р-элементов V группы ( ЭН₃) по изменению следующих параметров: геометрии молекул, температур плавления и кипения, восстановительных свойств, донорной способности. Приведите примеры уравнений реакций. Укажите способы получения этих соединений.

7. Запишите ионные и молекулярные уравнения химических реакций, характерных для аммиака: присоединения, замещения, окисления, комплексообразования.

8. Имея в качестве исходных веществ воду и воздух, предложите схему получения аммиачной селитры. Напишите уравнения реакций.

9. Запишите уравнения реакций гидролиза солей: хлорида аммония, карбоната аммония, ацетата аммония. Рассчитайте рН раствора хлорида аммония (С = 0,1 моль/л).

10. Как изменяются состав, восстановительные свойства и кислотно-основный характер кислородных соединений N, P, As, Sb и Bi в степени окисления +3. Охарактеризуйте используемые уравнения реакций.

11. В ряду кислородных кислот элементов V группы со степенью Окисления +5 выделите изменения: кислотных свойств водных растворов, окислительных свойств (примеры реакций). Объясните наблюдаемые закономерности.

12. Особые свойства азотной кислоты при взаимодействии с металлами, неметаллами и другими восстановителями.

13. Запишите уравнения реакций термического разложения нитратов натрия, цинка, серебра (I), аммония.

14. Напишите уравнения реакций следующих превращений. Для ОВР реакций в растворах напишите электронно-ионные уравнения полуреакций.

 

NH₂OH + I₂ + KOH

АgNO₃ + N₂H₄ (восстановитель)

N₂H₄ (окислитель)+ NO₂ + H₂O + KOH

NH₄ClO₃ =

NH₂OH + KMnO₄ (щелочная среда).

NH₂OH + HJ +? ® NH₄OH + J₂ +?

N₂H₄ + KМnO₄ + H⁺ ® N₂ +?

HNO₃ + P ® H₃PO₄ + NO +?

Укажите условия их проведения.

15. На смесь меди и оксида меди (II) массой 75 г подействовали избытком концентрированной азотной кислоты. При этом образовался газ объемом 26,88 л (н.у.). Вычислите массовую долю оксида меди (II) в исходной смеси.

16.При пропускании избытка аммиака через 600 г раствора азотной кислоты с массовой долей 42% получили нитрат аммония массой 300 г. Вычислите массовую долю выхода продукта химической реакции.

17. Докажите возможность проявления окислительных свойства нитрата натрия с восстановителем (цинком) в щелочной среде.

18. Рассчитайте, какой объем (мл) воды потребуется для поглощения 46 г оксида азота(IV) в смеси с избытком кислорода, чтобы получить 15%-ный раствор азотной кислоты.

19. Газ, полученный при взаимодействии 9,52 г меди с 50 мл 81%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,45 г/мл), пропустили через 150 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,22 г/мл). Определите массовые доли образовавшихся в растворе веществ.

20. Рассчитайте массу (г) 12,6%-ного раствора азотной кислоты, которая потребуется для растворения медно-серебряного сплава, состоящего из 0,64 г меди и 1,08 г серебра. Азотная кислота восстанавливается при этом до оксида азота (II).

21. Из 56 кг азота было получено некоторое количество аммиака с 15%-ным выходом от теоретического. Аммиак затем был поглощен азотной кислотой. Какова масса (кг) образовавшейся при этом соли?

22.В воде растворили 29 г NH₄NO₃, 54 г K₂SO₄, 58 г KNO₃; при этом получили 800 г раствора. Такой же раствор может быть получен путем растворения в воде (NH₄)₂SO₄, KNO₃ и K₂SO₄. Какие массы этих веществ необходимы для приготовления 800 г раствора.

23. Сколько молей NO₂ содержится в 40 см³ этого газа при 300 К и давлении 1,1* 10⁵ Па.

24. Образующиеся при разложении нитрата свинца оксид азота (IV) был поглощен раствором Ba(OH)₂ при 40 ^оС. Напишите уравнения реакций.

 

Фосфор

 

Контрольные вопросы и задачи

1.Приведите значения радиуса, энергии ионизации и сродства к электрону для атомов фосфора, мышьяка и висмута. Чем объясняется различие указанных параметров? Чем объясняется различие в химии фосфора и азота?

2.Строение молекул фосфора. Почему двухатомная молекула фосфора в обычных условиях нестабильна, в то время как молекула азота относится к числу наиболее устойчивых? Строение основных полиморфных модификаций фосфора.

3. В чем причина различия в реакционной способности белого и красного фосфора? Предложите схему получения белого фосфора, используя в качестве единственного источника фосфора фосфорную кислоту. Напишите уравнения реакций.

4.Окислительные и восстановительные свойства фосфора. Привести примеры (уравнения химических реакций).

5. Можно ли для получения белого фосфора из фосфата кальция использовать в качестве восстановителя углерод, магний, алюминий? Выбор восстановителя обоснуйте термодинамическим расчетом.

6. Почему дипольный момент в молекуле фосфина m = 0,55Д, а в молекуле аммиака m = 1,47Д, а валентные углы составляют 93,5⁰ и 107⁰ соответственно? Почему раствор фосфина в воде (растворяется плохо) в отличие от раствора аммиака в воде (растворяется хорошо) и не имеет щелочной реакции.

7. Какое соединение, NH₃ или PH₃, является более сильным восстановителем в водном растворе? Подтвердите ваш вывод уравнением химической реакции с KMnO₄ и расчетом ЕДС процессов.

8.Напишите графические формулы кислот: фосфорноватистой, фосфористой, фосфорной, тетраметафосфорной.

9. Используя электронно-ионный метод, напишите уравнения окислительно-восстановительных реакций:

P₄ + HJO₃ + H₂O ® H₃PO₄ + …

P₄ + NaOH + H₂O ® NaPO₂H₂ + PH₃ + …

HgCl₂ + H₂PO₃H ® Hg + H₃PO₄ + …

NiCl₂ + NaPO₂H + OH^- ® Ni + …

 

9.При сгорании 10 г фосфора на воздухе образовалось 22,91 г оксида, который при взаимодействии с водой образовал 31,63 г соответствующей кислоты. Установите формулу оксида фосфора.

10.Вычислите рН 1,96%-ного раствора фосфорной кислоты (r ~ 1 г/см³), принимая во внимание лишь первую ступень ее диссоциации.

11.Вычислите массу гидрофосфата кальция (удобрение преципитат), с которым будет внесено столько же фосфора, сколько его вносится с 200 кг фосфорной муки, содержащей 77,5% по массе фосфата кальция.

12. В результате окисления белого фосфора кислородом воздуха получена смесь оксидов P₄O₆ и P₄O₁₀. Напишите уравнения реакций, необходимых для выделения и идентификации соединений фосфора. Какова роль среды в этих процессах?

13. При взаимодействии фосфора с концентрированной азотной кислотой (ω = 60 %, плотность раствора 1,37 г/мл) образовались ортофосфорная кислота и оксид азота (II) объемом 11,2 л (н.у.). Вычислите массу фосфора и объем раствора азотной кислоты, вступивших во взаимодействие.

14. Взаимодействие твердого нитрита натрия с оксoхлоридом фосфора при нагревании на водяной бане приводит к образованию газа, который при – 5 ^оС конденсируется в красно-бурую жидкость. Полученное вещество поглотили раствором NaOH при 40 ^оС. Напишите уравнения реакций.