“氮族元素”釋疑

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(zhì)的活潑性哪種更強？如何進行解釋？

答：根據(jù)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。

通過氧氣分別與氮氣、磷發(fā)生反應(yīng)的難易程度易知，磷單質(zhì)比氮單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)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(jù)是元素在周期表中的位置和元素性質(zhì)的關(guān)系。

單質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的難易程度即為單質(zhì)的活潑性。一般對反應(yīng)條件要求比較低的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生容易，則對應(yīng)的單質(zhì)較活潑，如常溫下鈉與水的反應(yīng)條件比較低，所以鈉的性質(zhì)較活潑；對反應(yīng)條件要求高的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生比較難，則單質(zhì)的活潑性較弱。在判斷單質(zhì)活潑性強弱時，較直觀的是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)條件要求的高低、反應(yīng)的劇烈程度等進行分析判斷。從化學(xué)鍵的角度來判斷，即物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是新化學(xué)鍵的形成和舊化學(xué)鍵的斷裂，物質(zhì)的活潑性與其分子內(nèi)的化學(xué)鍵之間存在著密不可分的聯(lián)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(zhì)比氮單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)活潑。

2.氨極易溶解于水的原因是什么？

答：主要是因為：

（l）氨分子和水分子之間易通過氫鍵結(jié)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(zhì)NH3，因而NH3極易溶解在水中。且常溫、常壓下、l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：NH4+、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(xué)反應(yīng)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產(chǎn)物中價態(tài)作為衡量的標準。事實上，硝酸的氧化能力的強弱是由硝酸的物質(zhì)的量濃度決定的——硝酸物質(zhì)的量濃度越大，它具有的氧化能力就較強。例如，稀HNO3只能將氫碘酸氧化為I2，而濃HNO3則能將氫碘酸氧化為碘酸。

5.磷在氯氣中燃燒的產(chǎn)物是什么？

答：由于

PCl3也可與氯氣發(fā)生反應(yīng)：

PCl3+Cl2=PCl5

因此一般來說，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？為什么會出現(xiàn)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(xué)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。因此，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(wěn)定結(jié)構(gòu)？

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(wěn)定結(jié)構(gòu)；在PCl5分子中氯原子達到了最外電子層為8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，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后生成的氧化物（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(yīng)水化物（即含氧酸）中的成酸元素的化合價一致。

9.制取氨時為何選用氯化銨而不用硝銨、硫銨或碳銨？

答：氯化銨與氫氧化鈣混合加熱反應(yīng)速率較快。硝銨加熱時發(fā)生爆炸性的分解反應(yīng)。硫銨與氫氧化鈣生成硫酸鈣易使反應(yīng)混合物結(jié)塊，使生成的氨不易逸出。碳銨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）將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）將蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在集氣的試管口處，若產(chǎn)生大量的白煙，說明氨已集滿。

11.如何干燥氨及吸收多余的氨？

答：將制得的氣體通過盛有堿石灰或固體氫氧化鈉的干燥管，即可得到干燥的氨。多余的氨用硫酸溶液吸收。

12.不用銨鹽與強堿反應(yīng)能否制取氨？

答：除用銨鹽與強堿反應(yīng)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、生石灰與氯化銨混合；

（3）尿素或氮化鎂的水解反應(yīng)，等。

13.如何區(qū)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(xiàn)出不同的性質(zhì)和現(xiàn)象。鑒別這2種氣體的常用方法有：

（1）水溶法：向分別盛有二氧化氮氣體和溴蒸氣的集氣瓶中都倒入適量的蒸餾水，振蕩集氣瓶使氣體溶解，觀察現(xiàn)象。若集氣瓶內(nèi)形成了無色溶液，被溶解的氣體為二氧化氮氣體；若集氣瓶內(nèi)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：將2種被區(qū)別的氣體分別通人稀的硝酸銀溶液中，觀察現(xiàn)象。若溶液中無新現(xiàn)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淀，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(fā)生反應(yīng)

答：鋁、鐵跟冷的濃硝酸能發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氧化產(chǎn)物是金屬氧化物。這樣的氧化物結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)地致密，薄而均勻、牢固地附著于金屬固體的表面，滲透性極差，以致濃硝酸不能透過，阻止了濃硝酸與金屬反應(yīng)的進一步進行，這種現(xiàn)象叫做鈍化現(xiàn)象。鋁、鐵在冷的濃硝酸中發(fā)生的鈍化現(xiàn)象是鋁、鐵跟冷的濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)的結(jié)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(xiàn)象會再次發(fā)生。鋁、鐵在冷的發(fā)煙硝酸中也會發(fā)生鈍化現(xiàn)象。必須注意的是，熱的濃硝酸、發(fā)煙硝酸以及冷的稀硝酸，都不能使鋁、鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象。

（收稿日期：2024-01-10）