Question

3．氮、磷及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的用途．回答下列問題：
（1）磷酸是三元中強酸，其第一級的電離方程式為H₃PO₄?H₂PO₄^-+H⁺．
（2）將磷酸加強熱時可發(fā)生分子間的脫水生成焦磷酸（H₄P₂O₇）、三聚磷酸（H₅P₃O₁₀）以至直鏈多聚磷酸．當直鏈多聚磷酸分子中P原子數(shù)為20時，其化學式是H₂₂P₂₀O₆₁．直鏈多聚磷酸常用于制取阻燃劑．
（3）PH₃是一種性能良好的熏蒸劑，用于除治儲藏物害蟲．
①與同主族元素的氫化物NH₃相比，沸點：PH₃ ＜NH₃（填“＜”或“＞”或“=”）；穩(wěn)定性：PH₃ ＜NH₃（填“＜”、“＞”或“=”）； 實驗室制取PH₃可選用PH₄I與堿（填物質(zhì)類別）反應得到．
②PH₃氣體發(fā)生器中常用磷化鋁水解，其化學反應方程式是AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑．
（4）利用葡萄糖與銀氨溶液反應在熱水瓶膽內(nèi)壁鍍銀．查閱資料可知：銀氨溶液中存在平衡：Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂+（aq），該反應平衡常數(shù)K_穩(wěn)[Ag（NH₃）₂⁺]=1.10×10⁷，又已知K_sp[AgCl]=1.45×10^-20．計算可逆反應AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq）的化學平衡常數(shù)K=1.6×10^-3（保留2位有效數(shù)字），1L 1mol/L氨水中最多可以溶解AgCl0.04mol（保留2位有效數(shù)字）．
（5）在微電子工業(yè)中NF₃常用作氮化硅的蝕刻劑，工業(yè)上通過電解含NH₄F等的無水熔融物生產(chǎn)NF₃，其電解原理如圖所示．a(chǎn)電極為電解池的陽（填“陰”或“陽”）極，其電極反應式為NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺；電解過程中還會生成少量氧化性極強的氣體單質(zhì)，該氣體的分子式是F₂．

Answer 1

分析 （1）磷酸屬于弱電解質(zhì)，第一步電離為主；
（2）兩分子的磷酸脫去一分子的水，三分子磷酸脫去兩分子的水，據(jù)此分析；
（3）①同主族元素的氫化物NH₃相比，NH₃分子之間形成氫鍵，沸點高．氮元素非金屬性強，NH₃穩(wěn)定性強，實驗室制取PH₃可選用PH₄I與堿反應；
②鋁鹽極易水解；
（4）Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）與AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），故該反應平衡時為前兩者平衡常數(shù)之積；
計算溶解xmolAgCl，則Ag（NH₃）₂⁺為xmol/L，Cl^-為xmol/L，溶液中NH₃（aq）為（1-2x）mol/L，結(jié)合平衡常數(shù)計算解答；
（5）由圖可知，氫離子在b極得到電子生成氫氣，故b為陰極，那么a為陽極，據(jù)此解答即可．

解答 解：（1）磷酸屬于弱電解質(zhì)，第一步電離為主，磷酸主要的電離方程式：H₃PO₄?H₂PO₄^-+H⁺，
故答案為：H₃PO₄?H₂PO₄^-+H⁺；
（2）兩分子的磷酸脫去一分子的水，三分子磷酸脫去兩分子的水，當高聚磷酸中P原子數(shù)為20時，為20個磷酸分子間脫去19個水分子，則高聚磷酸的分子式為：H₂₂P₂₀O₆₁；
故答案為：H₂₂P₂₀O₆₁；
（3）①NH₃分子之間可形成氫鍵，故沸點高；氮元素非金屬性強，故NH₃穩(wěn)定性強，實驗室制取PH₃，與制NH₃相似，故實驗室制取PH₃可選用PH₄I與堿反應，
故答案為：＜；＜；堿；
②磷化鋁水解的方程式：AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑，
故答案為：AlP+3H₂O=Al（OH）₃↓+PH₃↑；
（4）Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）與AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq）相加可以得到：AgCl（s）+2NH₃（aq）?Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq），平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}）•c（C{l}^{-}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{c（[Ag（N{H}_{3}）_{2}]^{+}）}{c（A{g}^{+}）{c}^{2}（N{H}_{3}）}$×c（Ag⁺）×c（Cl^-）=1.10×10⁷×1.45×10^-10=1.6×10^-3，
計算溶解xmolAgCl，則Ag（NH₃）₂⁺為xmol/L，Cl^-為xmol/L，溶液中NH₃（aq）為（1-2x）mol/L，故$\frac{{x}^{2}}{（1-2x）^{2}}$
=1.6×10^-3，解得x=0.04，
故答案為：1.6×10^-3；0.04；
（5）由圖可知，氫離子在b極得到電子生成氫氣，故b為陰極，那么a為陽極，陽極上銨根失去電子生成NF₃，電極反應方程式為：NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺，依據(jù)電解原理可知，氟離子也可能失去電子生成氟單質(zhì)，故氧化性較強的單質(zhì)為氟氣，
故答案為：陽；NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺；F₂．

點評 本題考查平衡常數(shù)有關(guān)計算、電離方程式書寫，電解池反應原理等，注意結(jié)合裝置圖分析判斷電極反應及產(chǎn)物，屬于拼合型題目，側(cè)重考查學生分析計算能力、知識遷移運用能力．