“氮族元素”释疑

罗颖

1.氮元素和磷元素非金属性哪种更强？氮元素和磷元素单质的活泼性哪种更强？如何进行解释？

答：根据元素周期表中氮、磷2种元素所处的位置，氮元素比磷元素的非金属性更强。

通过氧气分别与氮气、磷发生反应的难易程度易知，磷单质比氮单质化学性质活泼。

原子得电子的难易程度可用来解释元素的非金属性强弱。如原子得到电子越容易，元素的非金属性就越强；原子得到电子越难，元素的非金属性就越弱。判断元素非金属性强弱的依据是元素在周期表中的位置和元素性质的关系。

单质在发生化学反应时的难易程度即为单质的活泼性。一般对反应条件要求比较低的化学反应发生容易，则对应的单质较活泼，如常温下钠与水的反应条件比较低，所以钠的性质较活泼；对反应条件要求高的化学反应发生比较难，则单质的活泼性较弱。在判断单质活泼性强弱时，较直观的是根据化学反应条件要求的高低、反应的剧烈程度等进行分析判断。从化学键的角度来判断，即物质发生化学反应的实质是新化学键的形成和旧化学键的断裂，物质的活泼性与其分子内的化学键之间存在着密不可分的联系。氮分子中共价键的键能很大，而磷分子中共价键的键能较小，故磷单质比氮单质化学性质活泼。

2.氨极易溶解于水的原因是什么？

答：主要是因为：

（l）氨分子和水分子之间易通过氢键结合。

（2）NH3和H2O均为极性分子，由相似相溶原理可知，由极性水分子组成的溶剂能够溶解极性分子组成的溶质NH3，因而NH3极易溶解在水中。且常温、常压下、l体积水溶解约700体积氨。

3.氨水中存在哪些粒子？

答：氨水中共存在6种粒子，其中有3种分子：NH3、H2O、NH3、H2O;3种离子：NH4+、OH-、H3O+（常简写为H+）。

4.浓HNO3和稀HNO3谁的氧化性强？

答：浓NHO3的氧化性强于稀HNO3的氧化性。氧化剂氧化性的强弱是指氧化剂在化学反应中夺取电子能力的强弱，即氧化其他元素能力的大小，不是指氧化剂本身被还原的程度大小，即不能以氮元素在还原产物中价态作为衡量的标准。事实上，硝酸的氧化能力的强弱是由硝酸的物质的量浓度决定的——硝酸物质的量浓度越大，它具有的氧化能力就较强。例如，稀HNO3只能将氢碘酸氧化为I2，而浓HNO3则能将氢碘酸氧化为碘酸。

5.磷在氯气中燃烧的产物是什么？

答：由于

PCl3也可与氯气发生反应：

PCl3+Cl2=PCl5

因此一般来说，磷在氯气中燃烧通常生成的是PCl3和PCl5的混合物。

6.在PCl3、PCl5中，磷、氯元素化合价的正、负状况如何？为什么会出现这种状况？

答：在PCl3、PCl5中，均是磷显正价，氯显负价，对其中的原因分析如下：在元素周期表中，磷、氯同为第3周期，但磷在VA族，氯在ⅦA族，氯元素比磷元素非金属性强。在PCl3、PCl5分子中的化学键均为共价键P-Cl，因元素的非金属性磷弱于氯，原子核对共用电子对的吸引能力也是磷弱于氯，使共用电子对偏离磷原子、偏向氯原子。因此，在PCl3、PCl5中均是磷显正价，氯显负价。

7.在PCl3、PCl5分子中，各个原子是否达到了最外电子层为8个电子的稳定结构？

答：在PCl3分子中磷、氯原子均达到了最外电子层为8个电子的稳定结构；在PCl5分子中氯原子达到了最外电子层为8个电子的稳定结构，磷原子则不然。

8.NO2是HNO3的酸酐吗？

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脱水后生成的氧化物（不包括有机酸酐），其主要特征是酸酐中所含有的成酸元素与酸酐对应水化物（即含氧酸）中的成酸元素的化合价一致。

9.制取氨时为何选用氯化铵而不用硝铵、硫铵或碳铵？

答：氯化铵与氢氧化钙混合加热反应速率较快。硝铵加热时发生爆炸性的分解反应。硫铵与氢氧化钙生成硫酸钙易使反应混合物结块，使生成的氨不易逸出。碳铵受热分解放出二氧化碳，使制得的氨不纯。

10.如何检验氨已集满？

答：（1）将湿润的红色石蕊试纸放在集气的试管口处，若试纸变蓝，说明氨已集满。

（2）将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在集气的试管口处，若产生大量的白烟，说明氨已集满。

11.如何干燥氨及吸收多余的氨？

答：将制得的气体通过盛有碱石灰或固体氢氧化钠的干燥管，即可得到干燥的氨。多余的氨用硫酸溶液吸收。

12.不用铵盐与强碱反应能否制取氨？

答：除用铵盐与强碱反应外，实验室制取氨的方法还有：

（1）浓氨水受热分解；

（2）固体强碱与浓氨水混合、生石灰与氯化铵混合；

（3）尿素或氮化镁的水解反应，等。

13.如何区别二氧化氮气体和溴蒸气？

答：二氧化氮气体和溴蒸气都是有刺激性气味的红棕色气体，但它们在水溶液中能表现出不同的性质和现象。鉴别这2种气体的常用方法有：

（1）水溶法：向分别盛有二氧化氮气体和溴蒸气的集气瓶中都倒入适量的蒸馏水，振荡集气瓶使气体溶解，观察现象。若集气瓶内形成了无色溶液，被溶解的气体为二氧化氮气体；若集气瓶内形成了黄色溶液，被溶解的气体为溴蒸气。

（2）硝酸银溶液实验法：将2种被区别的气体分别通人稀的硝酸银溶液中，观察现象。若溶液中无新现象，被检验的气体为二氧化氮气体；若溶液中生成了淡黄色沉淀，被检验的气体为溴蒸气。

（3）有机溶剂法：把NO2和溴蒸气通入CCl4溶液中，显橙红色的为溴蒸气。

14.铝、铁跟冷的浓硝酸是否发生反应

答：铝、铁跟冷的浓硝酸能发生反应，反应属于氧化还原反应，氧化产物是金属氧化物。这样的氧化物结构紧凑，质地致密，薄而均匀、牢固地附着于金属固体的表面，渗透性极差，以致浓硝酸不能透过，阻止了浓硝酸与金属反应的进一步进行，这种现象叫做钝化现象。铝、铁在冷的浓硝酸中发生的钝化现象是铝、铁跟冷的浓硝酸发生氧化还原反应的结果。如果铝、铁表面的氧化膜被刮去，在冷的浓硝酸氧化下钝化现象会再次发生。铝、铁在冷的发烟硝酸中也会发生钝化现象。必须注意的是，热的浓硝酸、發烟硝酸以及冷的稀硝酸，都不能使铝、铁发生钝化现象。

（收稿日期：2024-01-10）