化學(xué)元素h波波化學(xué)競(jìng)賽工作室

13：磷和磷的化合物（時(shí)間：2.5小時(shí)滿分：100分）第一題（18分）磷的存在和性質(zhì)磷不僅在地殼中廣泛分布（13位）也存在于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、骨骼和牙齒中，是動(dòng)植物不可缺少的元一，磷有三種同素異形體，分別是白磷、紅磷和黑磷。800P4什么，P－P－P鍵角為多少？P4的空間構(gòu)型是1700℃，測(cè)得蒸氣的密度（13：磷和磷的化合物（時(shí)間：2.5小時(shí)滿分：100分）第一題（18分）磷的存在和性質(zhì)磷不僅在地殼中廣泛分布（13位）也存在于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、骨骼和牙齒中，是動(dòng)植物不可缺少的元一，磷有三種同素異形體，分別是白磷、紅磷和黑磷。800P4什么，P－P－P鍵角為多少？P4的空間構(gòu)型是1700℃，測(cè)得蒸氣的密度（1大氣壓下）0.509kg/m3，并檢出體積百分含量。30℃左右即自燃，因此保存白磷的方法是什么？中的重復(fù)是由幾個(gè)原子是高化合物，為什么？黑磷具有類似石墨的片層結(jié)構(gòu)，有“金屬磷”之稱。列舉兩種黑磷特有的物理性質(zhì)。m 4fmfm（1）磷的哪種同素異形體最穩(wěn)定；（2）說明白磷的穩(wěn)定性如何，為什么？ΔHfm60°鍵角的應(yīng)變能。（4）根據(jù)題給熱力學(xué)數(shù)據(jù)，為紅磷提出一種可能的結(jié)構(gòu)，說明你的理由。第1頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 7．白磷的方法是以磷酸鈣礦為原料，以焦碳作還原劑，以石英砂做助熔劑，1780K時(shí)在電爐中高溫下共熔得到。寫出反應(yīng)方程式。的解毒劑。（1）寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。10．白磷用于純磷酸，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式；11．大量用于火柴生產(chǎn)的磷的同素異形體是哪種？12．及到的三聚磷酸鈉的一個(gè)酯是什么？第二題（7分）磷氧化物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)AB，A、B的結(jié)7．白磷的方法是以磷酸鈣礦為原料，以焦碳作還原劑，以石英砂做助熔劑，1780K時(shí)在電爐中高溫下共熔得到。寫出反應(yīng)方程式。的解毒劑。（1）寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。10．白磷用于純磷酸，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式；11．大量用于火柴生產(chǎn)的磷的同素異形體是哪種？12．及到的三聚磷酸鈉的一個(gè)酯是什么？第二題（7分）磷氧化物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)AB，A、B的結(jié)構(gòu)都以P4結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)而衍生的。1．畫出A、B的結(jié)構(gòu)式。2．指出氧化物A中磷原子的空間構(gòu)型和氧原子的空間構(gòu)型；3．B強(qiáng)烈腐蝕皮膚，300C（2水、D（4的化學(xué)式。水、E（6水C和D、E4．列舉B的兩種用途。第2頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 第三題（27分）鹵化磷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)PCl3和BiCl3。（1）NCl5及BiCl5PCl5？NCl3、第三題（27分）鹵化磷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)PCl3和BiCl3。（1）NCl5及BiCl5PCl5？NCl3、PCl3、BiCl3水解反應(yīng)反應(yīng)方程式。2．PCl3是，也是 有機(jī)磷的重要原料。PCl3具有較強(qiáng)毒很多含磷無機(jī)物的亡，而且它還損傷皮膚。3（1）三氯化磷對(duì)濕度很敏感，在潮濕的空氣中有煙霧，迅速水解，請(qǐng)寫出相應(yīng)化學(xué)方程正鹽的化學(xué)方程式。還能與液氨進(jìn)行氨解反應(yīng)，分別寫出相應(yīng)化學(xué)方程式。能與金屬鎳反應(yīng)的是什么？3．PCl5是一種白色固體，在氣態(tài)和非極性溶劑的溶液中為三角雙錐形結(jié)構(gòu)；而在熔融態(tài)時(shí)能導(dǎo)電，測(cè)得P－Cl198pm206pm兩種。（1）指出中P原子所用的雜化軌道；為什么？PCl5中P－Cl（3）如果ClPCl5共有幾種不同。熔體為什么能導(dǎo)電？寫出電離反應(yīng)方程式和離子結(jié)構(gòu)。（5）PCl5在極性（CH3NO2）NbCl5和第3頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 離子和一種簡(jiǎn)單離子。將X溶于稍過量的NaOH中得一無色透明溶液，且無氣體和沉淀產(chǎn)生。（1）寫出A的化學(xué)式。（2）X熔體為什么導(dǎo)電？寫出電離方程式。（3）寫出所有涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式。5．NH4PF6離子和一種簡(jiǎn)單離子。將X溶于稍過量的NaOH中得一無色透明溶液，且無氣體和沉淀產(chǎn)生。（1）寫出A的化學(xué)式。（2）X熔體為什么導(dǎo)電？寫出電離方程式。（3）寫出所有涉及到的化學(xué)反應(yīng)方程式。5．NH4PF628gPCl526gNH4F在研缽中混勻研細(xì)，20mLNH4PF6NH4Cl10mL水沖洗，洗出液與前面濾液合20mL，不再析出固體為止。最后將所得濾液濃縮后直接加入CHCl3NH4PF6固體析出。過濾，真空低溫干燥。稱重，得（1）寫出實(shí)驗(yàn)反應(yīng)化學(xué)方程式：6g。（2）本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率多少？（3）微量水在此固相反應(yīng)中起了一定的催化作用，其催化機(jī)理可能有如下兩種：一種是PCl5和微量的H2OPOCl3NH4FPCl5反應(yīng)，POCl3會(huì)影響產(chǎn)物的純度？（4）另一機(jī)理可為：第四題（3分）磷的定量分析.000(N42·2n·2.100mo-1H5.00mLaOH用.200mo-1第4頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 第五題（11分）兩種多磷含氧酸鹽1．長(zhǎng)期以來，多磷酸鈉是洗滌劑的重要原料。n；（2）4個(gè)磷原子的各種多磷酸的結(jié)構(gòu)式；（3）試說明多磷酸鈉作為洗衣粉中的配料成分的作用是什么？（4）60年代時(shí)，發(fā)現(xiàn)加入多磷酸鈉的洗衣粉在使用后會(huì)污染環(huán)境，試解釋之。6第五題（11分）兩種多磷含氧酸鹽1．長(zhǎng)期以來，多磷酸鈉是洗滌劑的重要原料。n；（2）4個(gè)磷原子的各種多磷酸的結(jié)構(gòu)式；（3）試說明多磷酸鈉作為洗衣粉中的配料成分的作用是什么？（4）60年代時(shí)，發(fā)現(xiàn)加入多磷酸鈉的洗衣粉在使用后會(huì)污染環(huán)境，試解釋之。6－6612用稀酸酸化則生成66126612在強(qiáng)酸性條件下可以水解，生成含單個(gè)磷元素的含氧酸。請(qǐng)回答：（1）寫出K6P6O12生成的化學(xué)方程式；（2）指出PO 中P元素雜化類型和其中的大π鍵類型，畫出PO6－的結(jié)構(gòu)式；6－612612（3）寫出K6P6O12兩步酸解的反應(yīng)方程式。第六題（7分）氟磷灰石制過磷酸鈣（不含aS4堿性轉(zhuǎn)爐渣磷肥、熔成磷肥。試回答下列問題：1．寫出以磷灰石礦、濃硫酸為原料重過磷酸鈣的化學(xué)方程式。2．在磷灰石礦中，加入硅砂和焦炭并裝入立式爐內(nèi)，在高溫條件下，使其與水蒸氣反應(yīng)（3Ca3(PO4)2，其晶體有α和β兩種形態(tài)，α態(tài)在高溫時(shí)穩(wěn)定，β1200A、B兩部分。A用水冷卻，B在空氣中自然冷卻。問A第5頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 和B作磷肥施用，效果是否等同？為什么？后者具有更強(qiáng)的抗酸作用（牙縫中殘?jiān)l(fā)酵生成的有機(jī)酸，從而達(dá)到防治齲齒的目的。試寫出生成氟磷灰石的化學(xué)方程式，該反應(yīng)能夠發(fā)生的主要是什么？第七題（7分）推理磷的含氧酸磷的含氧酸及其鹽是一類重要的化工防腐蝕、防銹、鍋爐水處理等。下面A～F都是磷的含氧酸。和B作磷肥施用，效果是否等同？為什么？后者具有更強(qiáng)的抗酸作用（牙縫中殘?jiān)l(fā)酵生成的有機(jī)酸，從而達(dá)到防治齲齒的目的。試寫出生成氟磷灰石的化學(xué)方程式，該反應(yīng)能夠發(fā)生的主要是什么？第七題（7分）推理磷的含氧酸磷的含氧酸及其鹽是一類重要的化工防腐蝕、防銹、鍋爐水處理等。下面A～F都是磷的含氧酸。應(yīng)得AHAA0℃時(shí)，A在空氣中是穩(wěn)定的，溫度升高，部分轉(zhuǎn)變成它的異構(gòu)體B，B2個(gè)磷原子的含氧酸C和D，C是四元酸，D是二元酸。A1個(gè)磷原子的含氧酸E和F，E是三元酸、F是二元酸。1．寫出A～F各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；2．寫出A的反應(yīng)方程式。第八題（6分）新型磷酸鹽的低溫固相 。1．寫出磷酸鋅銨的反應(yīng)方程式；磷酸鋅銨樣品的TG95～1152%；200～45010%。試分析失重的可能（有反應(yīng)的寫出方程式。第6頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 ABCDEF第九題（14分）含氮磷骨架的化合物1．無機(jī)化合物A由同主族的短周期元素P、N、Cl組成，其中Cl元素的質(zhì)量百分含量為反應(yīng)得到。用冰第九題（14分）含氮磷骨架的化合物1．無機(jī)化合物A由同主族的短周期元素P、N、Cl組成，其中Cl元素的質(zhì)量百分含量為反應(yīng)得到。用冰256250℃時(shí)才觀察到熔化。緩慢加熱所得到的熔化物冷卻114℃（1）寫出化合物A、B、C、D的化學(xué)式；時(shí)得到橡皮狀樹脂（D，線形高。化（2）畫出A、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；（3）說明(NPCl2)3中磷氮間化學(xué)健的特性。（4）聚合物D是否有導(dǎo)電性，說明理由。（5）根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，A（Cl原子間距有關(guān)。已知順鉑鹽Pt(NH3)2Cl2中，Pt—N2.00埃，Pt—Cl鍵2.30埃。2．具有高能量密度的鋰二次電池，有可能成為空間等領(lǐng)域的動(dòng)力源。最近有人采用A和三硫化鈉作用出新型無機(jī)材料三硫代環(huán)磷氮烯聚合物[(NPS3)3]n作為鋰二次電池正極材料，以提高其能量密度和良好的循環(huán)性能。（1）寫出三硫代環(huán)磷氮烯聚合物的反應(yīng)方程式；[(NPS3)3]n可能結(jié)構(gòu)表達(dá)式。中任一S－S結(jié)構(gòu)所處的化（4）[(NPS3)3]nC、H、O的聚合物材料，它還應(yīng)具有怎樣的特殊性質(zhì)。命題與組卷：胡波200810月于浙江慈溪中學(xué)綜合所有，任何 不得第7頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 ABCD《磷和磷的化合物》知識(shí)要點(diǎn)一、磷1．存在和磷酸礦、磷灰石；冷水保存；2Ca3(PO4)2＋6SiO2＝6CaSiO3＋P4O10 2．結(jié)構(gòu)和性質(zhì)白磷：毒、自然；紅磷；黑磷4P＋3KOH＋《磷和磷的化合物》知識(shí)要點(diǎn)一、磷1．存在和磷酸礦、磷灰石；冷水保存；2Ca3(PO4)2＋6SiO2＝6CaSiO3＋P4O10 2．結(jié)構(gòu)和性質(zhì)白磷：毒、自然；紅磷；黑磷4P＋3KOH＋3H2O＝3KH2PO2＋PH3↑二、磷的化合物1．3（膦，劇毒，微溶于水，極弱堿，PH4IPH3＋CuSO4＋H2O＝Cu＋H2SO4＋H3PO4鹵化物：PCl3、PCl5：結(jié)構(gòu)、水解氧化物：P4O6、P4O10：結(jié)構(gòu)、與水化合PCl5：結(jié)構(gòu)，電離，水解（POCl3、H3PO4）酸：正、亞、次、偏、焦、縮合AgNO3、蛋白質(zhì)：黃色↓（正、白色↓凝聚（偏、白色↓不凝聚（焦）三、幾個(gè)名詞解釋04，800℃以上則分解為P2P4β1.8844.1℃。沸2802.51干焦/12.43干焦/摩。第一、三、四、五級(jí)電離勢(shì)分別為10.484、30.156、51.354、65.007電子伏。原子半徑1.10×10－10米。離子半徑1.71×10－10米（－3.3410－10（＋5價(jià)×101·1℃位（E°P，H＋/PH3）－0.04伏。幾乎不溶于水和醇。溶于乙酸、二硫化碳、苯、氯仿。易在空和次磷酸鹽．磷酸鈣與二氧化硅及炭電爐中加熱，所得的磷蒸氣迅速冷卻，即得白磷。用來2.34。千帕200℃以下著火。無磷光現(xiàn)象。不溶于水和260℃而制得。用來生產(chǎn)安全火柴、磷化合物以及用于2.69587.5℃。不溶于水和火。由白磷在高壓下加熱制得．。在干燥空氣中室溫時(shí)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易著2．磷化氫（hhin）3。熔點(diǎn)－133℃。沸點(diǎn)－87.7℃。微溶于冷水，不溶于熱水，溶于乙醇和（P2H4）時(shí)，在空氣中即自行燃劑和縮合催化劑。第8頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 3（hstrixid！比重.13（21℃。23.8173.8℃（氮?dú)庵?10℃以上歧化成3（hstrixid！比重.13（21℃。23.8173.8℃（氮?dú)庵?10℃以上歧化成33和正磷酸。由磷在空氣供給不充分的條件下燃燒而得。4（hrusrihlridhhrushlorid1.57（21℃。熔點(diǎn)－12、亞磷酸及其酯等，也用作催化劑、氯化劑和溶劑等。、5（hspentxid25（410.3。熔點(diǎn)8～58℃（加壓300℃升華。極易與水化成中常用作脫水劑，也可用作氣體或液體的干燥劑。6hspntahkrid3.60148℃（下。160℃左右升華。溶于四氯化碳、二Cl或三氯化磷而得。用作氯化劑、脫水劑和催化劑。7hrusoxchloridl常因溶有氯氣或五氯化磷而呈紅黃色。有刺鼻臭味。刺激皮膚。遇濕氣迅速水解，生成磷酸1.6752105.3℃。易被醇、酸所分解。由三氯化磷、五氧化二磷與氯氣作用而得。用作氯化劑、催化劑和有機(jī)磷化合物。8（rthohcaci343、℃42.3234·229.3200300℃以上進(jìn)一步失水成偏磷酸。結(jié)而表現(xiàn)粘性。較稀溶液（54％H3PO4）中磷酸根離子則與水結(jié)成氫鍵。磷酸是次強(qiáng)酸，三元酸的各級(jí)電離常數(shù)依次為：K1＝7.107×10－3、K2＝7.99×10－8、K3＝4.8×10－13。0.033摩/可得較純的磷酸。主要用于制藥、食品、肥料等工業(yè)，也用作化學(xué)試劑。9hhat24、磷酸鈣[a3(P4)224(N4)24（24[a(24)2pH中性時(shí)實(shí)際上不溶于水。磷酸三鈉的水溶液則呈強(qiáng)堿性。磷酸二氫鈉加熱可得聚偏磷酸鈉[（NaPO3）x]，磷酸氫二鈉加熱則得焦磷酸鈉（a427是重要的洗滌劑、發(fā)酵劑和水軟化劑。10apatit）化學(xué)成分Ca[P4]3（、C、制得。在農(nóng)業(yè)上都可直接或間接用作肥料。也53.18～3.21。光澤，斷口呈油脂光澤。顏色不一，以灰色、第9頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 褐黃、淡綠色為常見。解理平行。底面石礦層是沉積磷礦經(jīng)區(qū)域變質(zhì)而成。有時(shí)磷灰石肉眼難于識(shí)別，可用HNO3滴于其上，再加礦物原料，氟磷灰石晶體是激光材料。phosphate）Ca(H2PO4)褐黃、淡綠色為常見。解理平行。底面石礦層是沉積磷礦經(jīng)區(qū)域變質(zhì)而成。有時(shí)磷灰石肉眼難于識(shí)別，可用HNO3滴于其上，再加礦物原料，氟磷灰石晶體是激光材料。phosphate）Ca(H2PO4)2·H2O。無色閃光晶體粉末。純品不吸濕，含少量磷酸等雜質(zhì)，在空氣中會(huì)潮解。比重2.220（18/4℃。溶于水和酸。水溶液呈酸性。109203℃分解。將磷酸二鈣或磷酸三鈣、搪瓷及焙粉等。穩(wěn)定劑，也用于制12（hhrusacid化學(xué)式2(3)（33.65（1.℃7.618（34334酸離解常數(shù)分別為k1＝5.1×10－2，k2＝1.8×10－7。具有較強(qiáng)的還原能力，可使溶液中銀鹽還原而析出金屬銀。將三氯化磷在濃鹽酸中緩慢水解而制得。用作還原劑、分析試劑和制亞磷酸鹽的原料。.43（196.3或以酸型離子交換樹脂處理次磷酸鈉溶液，均可得無色的次磷酸溶液，濃縮后可得它的片狀晶體。次磷酸是還原能力很強(qiáng)的一元酸，其酸電離常數(shù)K＝8×10－2。用來制次磷酸鹽，其鈉鹽、錳鹽、鐵鹽等通常用作滋補(bǔ)。prphcacd4261分別為：K1＝1.4×10－1，K2＝1.1×10－2，K3＝2.1×10－7，K4＝4.1×10－10。由正磷酸加熱至250～260℃而得。用作催化劑、有機(jī)過氧化物穩(wěn)定劑和制有機(jī)磷酸酯等。焦磷酸鹽prph：含有焦磷酸根（27－）及酸式焦磷酸鈉（Na2H2P2O7）等。焦磷酸鉀三水合物（K4P2O7·3H2O）為無色、易潮解的晶體。比重2.33，300℃時(shí)失去全部結(jié)晶水。用氫氧化鉀或碳酸鉀與磷酸中和，一定的pH24500狀或粉末狀無水焦磷酸鉀，后者在無電鍍中用作絡(luò)合劑。焦磷酸鈉（Na4P2O7·10H2O）可用作洗滌劑、軟化劑等。酸式焦磷酸鹽則由磷酸二氫鹽制得。第10頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 參考pdf可打印文件，歡迎加入（13），詳細(xì)：net/hxjs/7.htm。第一題（18分）1．正四面體60°（0.5分）2．P433.3%P2 P≡P66.7%（0.5分，2分）3參考pdf可打印文件，歡迎加入（13），詳細(xì)：net/hxjs/7.htm。第一題（18分）1．正四面體60°（0.5分）2．P433.3%P2 P≡P66.7%（0.5分，2分）3．保存在冷水中（0.5分）4．21（1分，）不是紅磷是單質(zhì)不是化合物（0.5分）5．金屬光澤導(dǎo)電（0.5分）61黑磷（1）90°sp3109°28’P4因四（1分）ΔH＝－172kJ/molP1260°鍵角，每個(gè)鍵的應(yīng)變r(jià)m能即為：－14kJ/mol（1.5分）4（4）4）4紅磷ΔH＝－72kJ/morm72/14＝5.145.1460°鍵角125060°鍵角轉(zhuǎn)化為正常鍵角。由此提出其結(jié)構(gòu)為：P4單元只660（1.5分）7．2C3(P42＋6i2＋0C0K6CaSiO＋410C1分）8．P4＋3KOH＋3H2OPH3＋3KH2PO2（1分）9．P4＋10CuSO4＋16H2O＝10Cu＋4H3PO4＋10H2SO411P4＋60CuSO4＋96H2O1分）10．3P4＋20HNO3＋8H2O＝12H3PO4＋20NO↑（1分）11．紅磷（0.5分）12．43 T1）－第二題（7分）1．A：P4O6B：P4O10（1分）2．正四面體正八面體（0.5分）3．C：(HPO3)4D：H4P2O7 E：H3PO4（1分）4．脫水劑、干燥劑（0.5分）第三題（27分）1（22p43NCl5（1分）第11頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 3p3d有強(qiáng)氧化性，Cl又有還原性，所以BiCl5（1分）（2）NCl3＋3H2O＝NH3＋3HClO3p3d有強(qiáng)氧化性，Cl又有還原性，所以BiCl5（1分）（2）NCl3＋3H2O＝NH3＋3HClO1分）3333l.5）6N23N或6N(N)(N＋C.5）（3）能，P原子上的孤電子對(duì)可作給電子配體進(jìn)入過渡金屬鎳的d軌道形成配合物Ni[(PCl)3]4（1.5分）31）3d（.5分）（2）VSEPR方法bp-bpP－Clbp同時(shí)受到夾角90°3個(gè)bp2個(gè)bpP－Cl鍵應(yīng)。此符合實(shí)驗(yàn)測(cè)定值。軸上長(zhǎng)于赤道上的P－Cl202pm。（3）12（1分）Cl+ClClClClClP（4）2PCl＝PCl＋PCl（1分）＋－（0.5分）PCl546ClClCl（5）PCl＋NbCl＝[PCl]＋[NbCl]－（1分）554641）：r51.5）（2）PBr5＝PBr4+＋Br－（1.5分）（3）PBr5＋8NaOH＝5NaBr＋Na3PO4＋4H2O（1分）AgNO3＋NaBr＝AgBr↓＋NaNO3（0.5分）3AgNO3＋Na3PO4＝Ag3PO4↓＋3NaNO3（0.5分）51）l56N4F2（46＋5N4Cl（1分）（2）29%（1分）POCl3，該化合物可以在以后的分離中與水進(jìn)一步反應(yīng)生成H3PO3，最后將留在濾液中，而度（1.5分）（4）HCl＋NH3·H2O→NH4Cl＋H2O（1.5分）第四題（3分）影響產(chǎn)物的純2－ 2－ ＋(NH4)2HPO4·12MnO3·H2O＋24OH－＝12MnO4＋HPO4＋2NH4＋13H2O（1分）PcNaOHVNaOHcHNOVHNOA 2433 wPm103s0.100050.000.200010.2730.97 24100＝0.3802%（2分）1.000103第12頁（14頁）net波波化學(xué)競(jìng)賽 第五題（11分）11n34＝n＋2n3＋1第五題（11分）11n34＝n＋2n3＋1n－1)2On34＝(3)nn2（各1分）（2）（1分）多磷酸根是一種強(qiáng)絡(luò)合劑