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“氮族元素”釋疑

作者:李老師的視界

羅穎

1.氮元素和磷元素非金屬性哪種更強?氮元素和磷元素單質的活潑性哪種更強?如何進行解釋?

答:根據元素周期表中氮、磷2種元素所處的位置,氮元素比磷元素的非金屬性更強。

通過氧氣分别與氮氣、磷發生反應的難易程度易知,磷單質比氮單質化學性質活潑。

原子得電子的難易程度可用來解釋元素的非金屬性強弱。如原子得到電子越容易,元素的非金屬性就越強;原子得到電子越難,元素的非金屬性就越弱。判斷元素非金屬性強弱的依據是元素在周期表中的位置和元素性質的關系。

單質在發生化學反應時的難易程度即為單質的活潑性。一般對反應條件要求比較低的化學反應發生容易,則對應的單質較活潑,如常溫下鈉與水的反應條件比較低,是以鈉的性質較活潑;對反應條件要求高的化學反應發生比較難,則單質的活潑性較弱。在判斷單質活潑性強弱時,較直覺的是根據化學反應條件要求的高低、反應的劇烈程度等進行分析判斷。從化學鍵的角度來判斷,即物質發生化學反應的實質是新化學鍵的形成和舊化學鍵的斷裂,物質的活潑性與其分子内的化學鍵之間存在着密不可分的聯系。氮分子中共價鍵的鍵能很大,而磷分子中共價鍵的鍵能較小,故磷單質比氮單質化學性質活潑。

2.氨極易溶解于水的原因是什麼?

答:主要是因為:

(1)氨分子和水分子之間易通過氫鍵結合。

(2)NH3和H2O均為極性分子,由相似相溶原理可知,由極性水分子組成的溶劑能夠溶解極性分子組成的溶質NH3,因而NH3極易溶解在水中。且常溫、常壓下、1體積水溶解約700體積氨。

3.氨水中存在哪些粒子?

答:氨水中共存在6種粒子, 其中有3種分子:NH3、H2O、NH3·H2O;3種離子: NH+4、OH-、H3O+(常簡寫為H+)。

4.濃HNO3和稀HNO3誰的氧化性強?

答:濃NHO3的氧化性強于稀HNO3的氧化性。氧化劑氧化性的強弱是指氧化劑在化學反應中奪取電子能力的強弱,即氧化其他元素能力的大小,不是指氧化劑本身被還原的程度大小,即不能以氮元素在還原産物中價态作為衡量的标準。事實上,硝酸的氧化能力的強弱是由硝酸的物質的量濃度決定的——硝酸物質的量濃度越大,它具有的氧化能力就較強。例如,稀HNO3隻能将氫碘酸氧化為I2,而濃HNO3則能将氫碘酸氧化為碘酸。

5.磷在氯氣中燃燒的産物是什麼?

答:由于

PCl3也可與氯氣發生反應:

是以一般來說,磷在氯氣中燃燒通常生成的是PCl3和PCl5的混合物。

6.在 PCl3、PCl5中,磷、氯元素化合價的正、負狀況如何?為什麼會出現這種狀況?

答:在 PCl3、PCl5中,均是磷顯正價,氯顯負價,對其中的原因分析如下:在元素周期表中,磷、氯同為第3周期,但磷在ⅤA族,氯在ⅦA族,氯元素比磷元素非金屬性強。在 PCl3、PCl5分子中的化學鍵均為共價鍵P—Cl, 因元素的非金屬性磷弱于氯,原子核對共用電子對的吸引能力也是磷弱于氯,使共用電子對偏離磷原子、偏向氯原子。是以,在 PCl3、PCl5中均是磷顯正價,氯顯負價。

7.在 PCl3、PCl5分子中,各個原子是否達到了最外電子層為8個電子的穩定結構?

答:在 PCl3分子中磷、氯原子均達到了最外電子層為8個電子的穩定結構;在PCl5分子中氯原子達到了最外電子層為8個電子的穩定結構,磷原子則不然。

8. NO2是HNO3的酸酐嗎?

答:NO2不是HNO3的酸酐,N2O5才是HNO3的酸酐,由于酸酐是指由含氧酸脫水後生成的氧化物(不包括有機酸酐),其主要特征是酸酐中所含有的成酸元素與酸酐對應水化物(即含氧酸)中的成酸元素的化合價一緻。

9.制取氨時為何選用氯化铵而不用硝铵、硫铵或碳铵?

答:氯化铵與氫氧化鈣混合加熱反應速率較快。硝铵加熱時發生爆炸性的分解反應。硫铵與氫氧化鈣生成硫酸鈣易使反應混合物結塊,使生成的氨不易逸出。碳铵受熱分解放出二氧化碳,使制得的氨不純。

10.如何檢驗氨已集滿?

答:(1)将濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣的試管口處,若試紙變藍,說明氨已集滿。

(2)将蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在集氣的試管口處,若産生大量的白煙,說明氨已集滿。

11.如何幹燥氨及吸收多餘的氨?

答:将制得的氣體通過盛有堿石灰或固體氫氧化鈉的幹燥管,即可得到幹燥的氨。多餘的氨用硫酸溶液吸收。

12.不用铵鹽與強堿反應能否制取氨?

答:除用铵鹽與強堿反應外,實驗室制取氨的方法還有:

(1)濃氨水受熱分解;

(2)固體強堿與濃氨水混合、生石灰與氯化铵混合;

(3)尿素或氮化鎂的水解反應,等。

13.如何差別二氧化氮氣體和溴蒸氣?

答:二氧化氮氣體和溴蒸氣都是有刺激性氣味的紅棕色氣體,但它們在水溶液中能表現出不同的性質和現象。鑒别這2種氣體的常用方法有:

(1)水溶法:向分别盛有二氧化氮氣體和溴蒸氣的集氣瓶中都倒入适量的蒸餾水,振蕩集氣瓶使氣體溶解,觀察現象。若集氣瓶内形成了無色溶液,被溶解的氣體為二氧化氮氣體;若集氣瓶内形成了黃色溶液,被溶解的氣體為溴蒸氣。

(2)硝酸銀溶液實驗法:将2種被差別的氣體分别通入稀的硝酸銀溶液中,觀察現象。若溶液中無新現象,被檢驗的氣體為二氧化氮氣體;若溶液中生成了淡黃色沉澱,被檢驗的氣體為溴蒸氣。

(3)有機溶劑法:把NO2和溴蒸氣通入CCl4溶液中,顯橙紅色的為溴蒸氣。

14.鋁、鐵跟冷的濃硝酸是否發生反應

答:鋁、鐵跟冷的濃硝酸能發生反應,反應屬于氧化還原反應,氧化産物是金屬氧化物。這樣的氧化物結構緊湊,質地緻密,薄而均勻、牢固地附着于金屬固體的表面,滲透性極差,以緻濃硝酸不能透過,阻止了濃硝酸與金屬反應的進一步進行,這種現象叫做鈍化現象。鋁、鐵在冷的濃硝酸中發生的鈍化現象是鋁、鐵跟冷的濃硝酸發生氧化還原反應的結果。如果鋁、鐵表面的氧化膜被刮去,在冷的濃硝酸氧化下鈍化現象會再次發生。鋁、鐵在冷的發煙硝酸中也會發生鈍化現象。必須注意的是,熱的濃硝酸、發煙硝酸以及冷的稀硝酸,都不能使鋁、鐵發生鈍化現象。

“氮族元素”釋疑
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