化学复习精品氮族元素文档格式.docx

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HNO3

H3PO4

H3AsO4

H3SbO4

H3BiO4

非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强

同Ｈ２化合条件及氢化物稳定性

一定条件直接化合，ＮＨ３很稳定

很难直接化合，ＰＨ３不稳定

不能直接化合，ＡsH3受热分解

不能直接化合，ＳbH3很易分解

不能直接化合，ＢiH3常温分解

非金属性

知识点2.氮及其化合物间的转化关系

知识点3.氮的化合物及其铵盐

1.氮的氧化物

（1）氮元素有+1、+2、+3、+４、+5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：

N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。

其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。

NO是一种无色还原性较强的气体，易被O2氧化为NO2，NO2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。

（2）NO、NO2都是大气污染物，空气中NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。

其中空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素。

（3）可用下列反应，在实验室制取NO、NO2。

3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

2.NH3和NH4+的比较

比较

NH3

电子式

空间结构

三角锥形

正四面体

存在

单独存在

只存在氨水或铵盐中

电性

呈电中性

带一个单位正电荷

相互转化

3．液氨与氨水的比较

液氨

氨水

物质成分

纯净物（非电解质）

混合物（NH3·

H2O为弱电解质）

粒子种类

NH3分子

NH3、NH3·

H2O、H2O、

、OH-、H+

主要性质

不具有碱性

具有碱的通性

存在条件

常温常压下不能存在

常温常压下可存在

4．铵盐的性质

铵盐都易溶于水，能与碱反应，受热能分解。

铵盐的分解规律是：

（1）有不稳定性且无氧化性酸生成的铵盐，如：

NH4HCO3

NH3↑+H2O+CO2↑

（2）有挥发性但无氧化性酸生成的铵盐，如：

NH4Cl

HCl↑+NH3↑（冷却相遇：

NH3+HCl====NH4Cl）

（3）由强氧化性酸生成的铵盐，如：

NH4NO3

N2O↑+2H2O或４NH4NO3

3N2↑+2NO2↑+8H2O，受热分解生成的氨气被氧化。

难点铵盐既能与碱反应，又能与酸反应

由铵盐的通性可知，铵盐均可与碱反应放出NH3，

+OH-

NH3↑+H2O。

铵盐的另一部分阴离子往往不被重视，某些阴离子可与酸反应，甚至放出气体，例如：

（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2SO3、NH4HSO3、（NH4）2S、NH4HS等弱酸的铵盐，既可与碱反应，又可与酸反应。

另外如NH4Cl、NH4NO3等易挥发性强酸的铵盐晶体，可以与浓硫酸在加热的条件下反应。

此知识点经常用于框架推断题。

铵盐都是易溶于水的离子晶体（填晶体类型），受热易分解。

除去氯化铵中氯化钠杂质的方法是加热将产生的混合气导出、冷却；

除去氯化钠中氯化铵杂质的方法是直接加热、排去气体、冷却；

检验溶液中有无

的方法是加碱，加热，用湿润的红色石蕊检验放出的气体，观察试纸是否变蓝。

知识点4氨的性质及其实验室制法

1．由氨的分子结构分析理解氨的性质

NH3分子为三角锥形，N—H键具有极性，决定了NH3为极性分子，因而氨易液化（易液化的还有SO2、Cl2等）；

氨极易溶于水，其水溶液的密度小于1；

NH3分子也极易与酸反应生成铵盐。

NH3分子中氮元素呈-3价，为氮元素的最低价态，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：

４NH3+5O2

４NO+6H2O

2NH3+3Cl2====N2+6HCl

2NH3+3CuO

3Cu+N2+3H2O

2.氨气的实验室制法及注意事项

实验室常用铵盐与碱共热来制取氨气。

制取时应注意的事项是：

（1）制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。

（2）消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，在加热条件下能腐蚀试管。

（3）因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。

（4）实验室快速制取氨气的方法是：

方法

化学方程（或原理）

气体发生装置

加热浓氨水

NH3·

H2O

NH3↑+H2O

浓氨水+固体NaOH或生石灰

NaOH溶于水放热，促使氨水分解：

H2O+CaO====NH3↑+Ca（OH）2

知识点5磷及其化合物

1．磷单质的化学性质

①4P+5O2

2P2O5（白烟）

②2P+3Cl2（不充足）

2PCl3（白雾）

2P+5Cl2（过量）

2PCl5（白烟）

2．磷的化合物的性质

①P2O5——磷酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性

P2O5+3H2O

2H3PO4

注：

P2O5为白色固体，吸湿性强，可用作干燥剂。

②纯净的磷酸是无色晶体，有吸湿性，能与水以任意比例混合。

浓H3PO4为无色黏稠状液体，稳定，不挥发，不显强氧化性——最为“老实”，磷酸为三元酸，具有酸的通性。

3．磷肥的制取和使用

制磷肥的原料是磷矿粉，它不溶于水，目的是把不溶性的磷酸盐，转化为可溶性磷酸盐，便于植物吸收。

①过磷酸钙：

主要成分为Ca（H2PO4）2和CaSO4，有效成分为Ca（H2PO4）2。

Ca3（PO4）2+2H2SO4====2CaSO4+Ca（H2PO4）2

②重过磷酸钙：

主要成分Ca（H2PO4）2。

Ca3（PO4）2+4H3PO4====3Ca（H2PO4）2

使用磷肥时，不能与碱性物质混合，因为Ca（H2PO4）2水溶液呈弱酸性，遇碱性物质会使其生成CaHPO4或Ca3（PO4）2沉淀，由于不溶于水而不能被作物吸收，降低或丧失肥效。

4．白磷和红磷物理性质的比较及相互转化

名称

白磷

红磷

分子结构

P4正四面体

Pn分子结构很复杂

颜色状态

白色（淡黄色）蜡状固体

红棕色粉末状固体

溶解性

不溶于水、易溶于CS2

不溶于水也不溶于CS2

毒性

剧毒

无毒

着火点

40℃

240℃

保存方法

少量可保存在水里，大量密封保存

密封保存（易缓慢氧化，生成易吸水的氧化物）

知识点6溶液酸碱性对

性质的影响

在溶液中

几乎与所有离子能大量共存，但注意，当溶液的酸性较强时可形成硝酸溶液，具有还原性的某些离子则不能与其大量共存，如

、H+、Ｆｅ2+中任意两者能大量共存，但三者混合则不能大量共存。

即：

在中性或碱性溶液中不表现氧化性，而在酸性溶液中表现强氧化性。

知识点7硝酸的化学性质

1.酸性

硝酸的电离方程式为HNO3=H++NO3-，表现酸的通性。

2．浓硝酸显黄色，是因为HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中，说明浓硝酸具有不稳定性，化学方程式为：

，因此实验室保存硝酸时，必须用棕色瓶，且放置于冷暗处。

3.浓、稀硝酸都具有很强的氧化性，他们与铜反应的化学方程式为

铁、铝遇冷的浓硝酸发生钝化，足量硝酸与变价金属、非金属反应，均生成高价化合物。

浓硝酸与木炭共热：

稀硝酸与少量铁：

稀硝酸与足量铁：

4．有关硝酸化学性质需注意的几个问题

（1）硝酸的还原产物可以为：

NO2、NO、N2O、N2、NH3、

等，HNO3的浓度越低，还原产物的价态越低。

（2）试管壁上的Cu或Ag应用稀硝酸洗去：

用稀硝酸比用浓硝酸的HNO3利用率高，且产生的污染物（NOx）少。

（3）在化学反应过程中，因量变积累，常常引起反应实质的变化，除硝酸外，硫酸、盐酸其浓溶液、稀溶液的性质不同，反应过程中浓度变化也往往引起反应实质的变化，解题应给予充分注意。

（4）浓硝酸久置变黄，工业盐酸为黄色（含Fe3+）、亚铁盐放置溶液变黄（Fe2+被氧化为Fe3+）、KI溶液久置变黄（I-被氧化为I2），其中亚铁盐溶液中要加铁粉保存且现配现用。

（5）硝酸越浓，其氧化性越强，被还原的程度越小。

硝酸的氧化性强弱不是根据硝酸被还原的产物的化合价改变的大小来决定，而是得电子难易程度决定。

（6）在单质与硝酸反应的有关计算中，要注意单质是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。

若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。

知识点8氮的氧化物与水反应的计算

1．关系式法

（1）对于NO2、NO分别与O2混合与水反应的计算，首先写出以下方程式：

3NO2+H2O====2HNO3+NO

2NO+O2====2NO2

将以上两式叠加得以下计算关系式：

4NO2+O2+2H2O====4HNO3

4NO+3O2+2H2O====4HNO3

计算时要注意过量判断及剩余气体的成分。

（2）NO、NO2、O2混合溶于水

将以上两式再叠加可得：

NO2+NO+O2+H2O====2HNO3

若n（N）∶n（O）=2∶5,则混合气体刚好溶于水；

n（N）∶n（O）>

2∶5,NO过剩；

若n（N）∶n（O）<

2∶5,O2过剩。

（3）当NO、NO2的混合气体缓慢通入过量的NaOH溶液中，发生如下反应：

3NO2+H2O====2HNO3+NO，NO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O，将以上两个反应合并得：

2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O

当V（NO）>

V（NO2）时，反应后余NO，体积为V（NO）-V（NO2）。

当V（NO2）≥V（NO）时，最后无气体剩余。

2．电子守恒法

当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。

知识点小结：

1、一氧化氮和二氧化氮

⑴一氧化氮：

无色气体，难溶于水，有很大毒性，在常温下极易被氧化成二氧化氮。

2NO＋O2＝＝＝2NO2

⑵二氧化氮：

有刺激性气味的红棕色气体，溶于水生成硝酸和一氧化氮。

3NO2＋H2O＝＝＝2HNO3＋NO4NO2

N2O4（无色）

注意：

关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。

1NO2或NO2与N2（或非O2）的混合气体溶于水时可依据：

3NO2＋H2O＝＝＝2HNO3＋NO利用气体体积变化差值进行计算。

2NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋2H2O＋O2＝＝＝4HNO3可知，当体积比为

　　　　　　　　＝4：

1，恰好完全反应　　　　　　　

V（NO2）：

V（O2）＞4：

1，NO2过量，剩余气体为NO

＜4：

1，O2过量，乘余气体为O2

3NO和O2同时通入水中时，其反应是：

2NO＋O2＝＝＝2NO2，3NO2＋H2O＝＝＝2HNO3＋NO，总反应式为：

4NO＋2H2O＋3O2＝＝＝4HNO3当体积比为

　　　＝4：

3，恰好完全反应　　　　　　　

V（NO）：

3，NO过量，剩余气体为NO

3，O2过量，乘余气体为O2

④NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按①求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按③方法进行计算。

2、硝酸的化学性质

①HNO3具有酸的通性。

1HNO3具有强氧化性，表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。

要注意，由于硝酸氧化性很强，任何金属与硝酸反应都不能放出氢气，在与不活泼金属如Cu、Ag等反应时，浓硝酸还原产物为NO2，稀硝酸还原产物为NO，（但不能认为稀硝酸的氧化性比浓硝酸强）；

2在溶液中NO3—几乎与所有离子能大量共存，但注意，当溶液的酸性较强可形成硝酸溶液，具有还原性的某些离子则不能与其大量共存，如NO3—、H＋、Fe2＋中任意两者能大量共存，但三者则不能大量共存。

NO3—在中性或碱性溶液中不表现氧化性，而在酸性溶液中表现强氧化性。

3、氨气的实验室制法

反应原理：

2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O不能用NaOH代替Ca（OH）2，因为NaOH吸湿后容易结块，产生的气体不易逸出，并且NaOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。

装置：

制NH3的气体发生装置与制O2、CH4的相同。

干燥氨气不能选用浓H2SO4、P2O5，也不能选用无水CaCl2，应选用碱石灰。

收集NH3应采用向下排空气法。

容器口塞一团棉花（防止空气进入试管，以保证收集的NH3比较纯净）。

检验：

a、用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）；

b、蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口（白烟）。

实验室还常根据浓氨水的强挥发性，向浓氨水中加入NaOH或CaO得到氨气。

NaOH或CaO的作用是吸水和吸水后使溶液温度显著升高，二者都能减少氨气的溶解。

【易错指津】

1．氨水显弱碱性的理解不全面。

氨气溶于水形成氨水，氨水少部分电离出OH-、NH4+，所以氨水具有弱碱性。

注意以下两点：

（1）氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分别可以生成Al（OH）3、Fe（OH）3、Mg（OH）2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液开始出现沉淀AgOH，继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液

（2）氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐，又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。

如：

用氨水吸收少量二氧化硫的离子方程式NH3.H2O+SO2=NH4++HSO3-是错误的。

2．NO、O2被水吸收的分析错误。

NO、O2被水吸收实质上发生如下反应：

2NO+O2=2NO2，3NO2+2H2O=2HNO3+NO。

生成NO还可以继续氧化，生成NO2再溶于水，这是一个循环反应。

如无任何气体剩余，最终产物应为HNO3，恰好反应的量的关系：

4NO+3O2+2H2O=4HNO3，实际反应中可以有NO或O2剩余，但不能两者兼有之。

3．氮可以形成多种氧化物。

NO2可以与水反应生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。

掌握酸酐的判断方法。

NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。

4．NO3-在酸性溶液中具有强氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。

5．检验NH4+离子，可加入烧碱溶液后，必须加热，再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，否则不一定有NH3放出。

【典题分析】

【例1】关于氮和磷两种元素的叙述正确的是（）

A.它们的原子最外层电子数相等，它们的最高正价都是+5

B.白磷较氮气性质活泼，所以PH3的稳定性要小于NH3

C.因为氮原子半径比磷原子半径要小，所以氮的相对原子质量比磷的相对原子质量小

D.磷酸比硝酸稳定，说明磷的非金属性不一定比氮弱

解析：

由氮族元素的结构特点可知，它们的最外层电子都是5个，最高正价为+5，故A正确。

气态氢化物的稳定性与单质的活泼性无因果关系，元素的非金属性强弱与其对应的含氧酸的稳定性无因果关系，原子半径的大小与相对原子质量之间也不存在比例关系。

答案：

A

讲评：

本题主要考查氮和磷的性质比较。

解答本题的关键是：

正确认识原子结构和元素性质间的关系，熟悉同主族元素性质的相似性和递变性。

既要注意原子结构，又要注意分子结构，明确原子性质与分子性质的差别。

【例2】上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要作用。

下列关于NO的说法不正确的是（）

A.NO分子中有极性共价键B.NO是造成光化学烟雾的因素之一

C.NO是汽车尾气的有害成分之一D.NO分子所含电子总数为偶数

NO是由非金属元素氮和氧通过极性共价键而形成的极性分子，NO是造成光化学烟雾的因素之一，它主要来源于煤和石油产品的燃烧、汽车尾气及HNO3工厂废气等。

1个NO分子所含电子的总数为7+8=15，为奇数。

D

本题考查元素化合物的性质、分子结构、用途及环保等内容。

此类考查方式在近几年高考题中经常出现，是高考考查的热点之一。

【例3】经研究发现，有一种磷分子具有链状结构如图所示，下列说法不正确的是（）

A.是一种极性分子，易溶于水

B.磷分子中每个磷原子以3个共价键结合3个磷原子

C.相对分子质量8倍于白磷分子

D.它和白磷都是磷的同素异形体

本题通过单质磷的结构，考查磷的物理性质和有关同素异形体的概念。

该物质分子均由非极性键构成，是非极性分子，不溶于水，观察选项B、C、D都是正确的。

这是一道新情景试题，审题时，通过分析、比较，找出题给磷分子与白磷之间的联系与区别，结合已有的知识结构，进行迁移应用，从而得出正确的结论。

【例4】都能用图8-1所示装置进行喷泉实验的一组气体是（注：

烧杯内为NaOH溶液）（）

图8-1

A.HCl和CO2B.NH3和CH4

C.SO2和COD.NO2和NO

在上述气体中，CH4、NO、CO不溶于NaOH溶液，也不与NaOH溶液反应，所以不能做喷泉实验，而HCl、SO2、CO2不仅可溶于NaOH溶液而且还可与NaOH溶液反应，所以能形成喷泉。

本题主要考查产生喷泉的条件。

只要气体在某液体中的溶解度很大，能够产生足够的压强差，就能形成喷泉。

①HBr、HI、HF和SO2都可和水配组做喷泉实验；

在水中溶解度较小的CO2、H2S、Cl2等都可以和NaOH溶液配组做喷泉实验，而且NaOH溶液浓度越大，效果就越好；

V（NO2）∶V（O2）为4∶1的混合气体、V（NO）∶V（O2）为4∶3的混合气体，都可以和水配组做喷泉实验。

②喷泉现象与化学实验中的倒吸现象是相同实质的两个方面的现象，即喷泉的形成倒吸的发生，喷泉的失败倒吸的避免。

【例5】（2006山东临沂模拟）下列反应，一定不会有气体产生的是（）

A.盐与碱溶液的反应B.盐与盐在水溶液中反应

C.酸与碱在溶液里的中和反应D.非金属与氧组成的化合物与水反应

盐与碱溶液的反应可以放氨气；

盐与盐在水溶液中反应考虑双水解产生气体；

非金属与氧组成的化合物与水反应，比如NO2和水反应放出NO气体。

由定义，中和反应只生成盐和水。

C

本题考查知识的全面性。

既要掌握有关的反应规律，又要注意各自反应的特点。

解题的方法思路是找出特例进行判断。

【例6】（2005全国高考理综Ⅰ，26）已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：

（1）D的化学式（分子式）是____________，E的化学式（分子式）是____________。

（2）A和B反应生成C的化学方程式是________________________________________。

（3）E和F反应生成D、H和G的化学方程式是_____________________________________。

框图推断题的关键是找准切入点，由题目提示知A、B、C、D为气体，E、F为固体，由D+C→E可知E为铵盐，再由E+F→D知D为氨气，且F为碱，又知“G为氯化钙”推出F为Ca（OH）2，C为HCl气体。

（1）NH3NH4Cl

（2）H2+Cl2

2HCl

（3）2NH4Cl+Ca（OH）2

2NH3↑+2H2O+CaCl2

本题以框图题的形式考查常见单质与化合物之间的相互转化关系，侧重考查考生观察、推测能力和运用知识综合解决问题的能力。

在分析解答过程中，要注意引导学生熟练地运用铵盐的性质解题，并能根据提供的条件抓住解题的突破口，形成正确的解题思路。

【例7】为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是（）

A.稀硝酸B.浓硝酸C.浓硫酸D.浓盐酸

稀硝酸既能溶解铜，也能溶解铝；

常温下浓硫酸与铜不发生反应，加热时浓硫酸与铜、铝均能反应（此时钝化膜破坏）；

浓盐酸不与铜反应；

常温下，浓硝酸与铜反应而使铜层溶解，铝钝化而受到保护。

B

本题结合实际考查金属与酸反应的规律。

寻找合适试剂的思路：

除掉铝上的铜镀层，所选的试剂应只和铜反应而不和铝反应或能使铝钝化。

【例8】某金属单质与一定浓度的HNO3反应，假定只生成单一还原产物。

当参加反应的单质与被还原HNO3的物质的量之比为2∶1时，还原产物是（）

A.NO2B.NOC.N2OD.N2

根据金属与被还原的HNO3物质的量之比为2∶1推断，若为NO2则每还原1molHNO3转移1mol电子，而金属与被还原HNO3物质的量之比为2∶1，则每摩金属只转移0.5mol电子，即金属为+0.5价，故不可能，逐一验证：

NO，每摩金属转移1.5mol电子；

N2O，每摩金属转移2mol电子；

N2，每摩金属转移2.5mol电子。

在分析解答过程中，一是要明确解答此类题目的方法思路；

二是要注意一题多解。

该题也可用下列方法解答：

设氧化产物中金属元素的价态为n,还原产物中氮元素的价态为m。

根据得失电子守恒：

2×

n=（5-m）×

1

讨论：

n=1时，m=3；

n=2时，m=1；

n=3时，m=-1，不可能。

结合选项得N2O。

【例9】向硝酸钠溶液中加入铜粉不发生反应，若加入某种盐，则铜粉可以逐渐溶解，符合此条件的是（）

A.Fe（NO3）2B.ZnSO4C.NaHCO3D.NaHSO4

NaHSO4是一种强酸的酸式盐，可通过电离产生大量H+，造成溶液显酸性，此时原溶液中的

和H+可表现出HNO3的强氧化性，使铜粉溶解。

而Fe2+、Zn2+、

与Cu不反应。

因此应选D项。

比较稳定，几乎能与所有离子大量共存，但有大量H+（酸性条件）存在时，表现出较强的氧化性，不能与还原性离子（或物质）大量共存，在判断离子共存时极易忽略出错。

【例10】

（2007年高考江苏卷，硝酸）某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为ymol，

其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mLbmol·

L－1的硝酸溶液中，加热使其充

分反应（假设NO是唯一的还原产物）。

下列说法正确的是（）

（A）若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解

（B）若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋

（C）若金属全部溶解，且产生336mL气体（标准状况），则b=0.3

（D）当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a与b的