氮和磷 ' [7 W0 `- f5 F% v y4 k9 V
一、氮
. W% q4 M' Q1 S+ w5 ]- n0 `" p(1) 氧化性 7 r1 [( j3 }- {- w9 z* K: A# F
高温高压 催化剂 (可逆) , X! T) r& d4 s& p% X3 D# k2 E. p
N2 + H2 ===================== 2NH3 + Q (工业制氨气) 有热量放出
8 ?, ~( t( i( p 点燃
/ |) E: H! C' |9 t' L( k N2 + 3Mg ===== Mg3N2 (金属活动顺序表中Al 前的都可以有这个反应)
' B) R- H# u. Q9 _+ a8 X (2)还原性 9 l3 ?- W/ \; P% `, P
放电 2 O3 D" W6 V" `$ ~
N2 + O2 ===== 2NO (闪电和汽车引擎中存在的反应)
5 D5 ` @! P0 E5 o9 W点燃
+ z+ X( v% M; {8 T, D4 C在空气中点燃反应: 2Mg + O2 ===== 2MgO * q* Q! V& u3 f- G1 ~
点燃
9 l" U: I6 J6 n- v 2Mg + CO2===== 2MgO + C * c0 A; `& b# D- Y; j2 W# Q
点燃
/ F d1 r! u) `' E1 l) O/ B/ {8 m 3Mg + N2 ====== Mg3O2 , ]0 N' a2 i2 s$ i2 q/ K9 m3 k
Mg3N2 + 6H2O == 3Mg(OH)2 + 2NH3 (气体)
' t( x& h' S0 K, o(3)氮的氧化物 * t6 ^! f b/ A& s
NO:无色、不溶于水,与CO一样可与人体中的血红蛋白结合. ( c; _* e s( Z2 q, d/ \
NO2:常温下红棕色、有刺激性气味,有毒、易溶于水 9 @. _ u9 q, s; p, B1 W9 A* Q& g
3NO2 + H2O ===2HNO3 + NO(气体) ) T% k; ?) i# s$ D7 f" w
2NO + O2 === 2NO2 (常温下反应,所以不能用排水法收集NO2) # z {( w7 W# `5 R
NO2有强氧化性:
4 |1 A4 X" J7 F9 _ NO2 + SO2 == SO3 + NO ,并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,
. {! w* W. q0 a3 K3 q% m- w9 l 故不能用此法鉴别Br2 和NO2 ,要用水 $ D: e9 |0 I/ P# E3 [
(可逆) # ^9 [7 x5 i" h% M% C
2NO2 ====== N2O4 可共存,无色,故一般NO2 或 N2O4不纯 % _7 f! V6 n! d( {( F/ S- [" F0 i
N2O:笑气,牙痛拔牙麻醉剂
, x& w8 S$ |& `3 k0 M' P; V. r N2O3:HNO2(亚硝酸)酸酐, N2O5为HNO3(硝酸)酸酐 7 N* C* d# s3 r% n! D9 ]3 C W$ g
(4)氮的固定
1 s2 t2 P/ m% ?9 I7 [& M 把游离态的氮转化为化合态的:1、自然固氮:闪电、放电
8 N, v8 \/ g, ]! T5 W0 T- A 2、人工固氮:植物根瘤菌 : p( j# {) f: Q- T8 i' |9 T
(5)氮的一些反应方程式 $ ]. K; b, y! H8 m. r7 J
4NO2 + O2 +2H2O ==== 4HNO3 0 ^& o5 o5 h: w/ e$ _; [
4NO + 3O2 +2H2O ==== 4HNO3 7 k0 f2 T% G/ O0 l
NO2 + NO +H2O +O2 ==== 2HNO3
% m( S% f/ ~( c$ Q' V 催化剂 * h& [2 k" e8 e. V s; M
8NH3 +6NO2 ====== 7N2 +12H2O : x) p0 ~: x0 w/ L# o
催化剂
( Z; h2 }1 t8 d) F9 A 6NO +4NH3 ======= 5N2 +6H2O
, r6 y& v& r4 w# b# U NO + NO2 + 2NaOH ==== 2NaNO2 + H2O
. e/ Z0 |* V/ T! |, e4 A6 u' [ 2NO2 + 2NaOH ==== NaNO3 + NaNO2 + H2O 3 z+ T! c, @& R0 A, h* r
3NO2 + 2NaOH ==== 2NaNO3 + NO + H2O 5 q( f3 P6 [8 A1 _; U
二、磷 0 X# i6 Q0 B% n8 j$ D
没有游离态的,以磷酸盐形式存在于矿石中
1 t- r# T+ H D 1、白磷:P4,正四面体,不溶于水,易溶于CS3,蜡状白色固体,有点黄,故称黄磷, 剧毒,易自燃 ! L: c& c- P3 _. W% D7 @. ^8 G; ^: O
放在灯泡中,可除氧气,防灯丝氧化 4 S. q" E& h' H, D# D( [& h) `
2、红磷:不溶于水和CS2,粉末状固体,红色,无毒
8 L S, B }# _2 h 隔离空气加热到260`C à : Z) k/ ?+ @8 v
白磷 ======================== 红磷 (化学变化)
9 V( E* }/ l% C9 s; O/ I ß 加热到416`C升华、冷凝
2 U, p( }& R; Z6 { 注:白磷沾上皮肤用CuSO4溶液洗涤: , A0 g" Y" M9 |# `& ?
热
# d% ?- W8 \( ^0 L2 B+ O 11P + 15CuSO4 + 24H2O ====== 5Cu3P (沉淀) + 6H3PO4 + 15H2SO4 . U' a( l; K" u; }+ @* P! J
冷
. w: K: j o2 x 2P + 5CuSO4 + 8H2O ====== 2Cu + 2H3PO4 + 5H2SO4
" m& L. W6 B$ c- ?3 K! b- f 3、磷的一些性质 / e& N7 `5 n* f- w, w6 @, h& s
(1)
- S8 }# {1 n+ q) [ 点燃
$ i1 r! ?4 G7 H% e5 }6 S% r% x 4P + 5O2 ==== 2P2O5(酸性氧化物,是H3PO4的酸酐,也是HPO3的酸酐)
) A/ w! T) a; g: U' Y* u" O- H; R P2O5 + 3H2O(热)===== 2H3PO4 (磷酸,无毒)
3 Q4 i) o: f4 H9 c1 G P2O5 + H2O(冷)===== 2HPO3 (偏磷酸,剧毒)
& t- w* \6 f- d0 n5 a4 H (2)H3PO4 3 d/ g& f2 ~+ ^1 R- b
是一种中强三元酸,酸性< HNO3 ,是非氧化性酸,可制取KI、HBr、H2S等还原性气体,不易分解、高沸点
: `! T$ z/ ~# v# x, K- r* ]/ W 1、非氧化性:
0 z5 z, s9 x s* [& |7 n4 q 加热
1 D; F' O1 \ ~: z- A: R 3NaBr + H3PO4 ====== Na3 PO4 + 3 HBr
7 X' Y. t/ t9 V8 b 2、三元酸 0 m7 n) n6 `5 O# v5 u! [3 O- d9 I
3NaOH + H3PO4 ==== Na3PO4 + 3H2O
; L' p0 j, E# h- E! u6 \ 正盐,磷酸钠
9 v7 Y* D! Q5 R5 v: b0 g0 G 2NaOH + H3PO4 ==== Na2HPO4 + 2H2O 9 s6 C5 C2 r. ^
酸式盐,磷酸氢钠 ! ^: \% o5 k/ W1 C8 P# |. N
NaOH + H3PO4 ==== NaH2PO4 + H2O
: Z) Z+ b& F5 Z$ Q0 H 酸式盐,磷酸二氢钠 2 k; E/ R0 }5 q2 y5 H3 L( a
注: + ~( C( K* h$ S6 k2 o# l
H+ à H+ à
6 B2 g3 M3 J! f$ Q+ s 正盐 ======== 氢盐 ======= 二氢盐 ' X; ~% l; A0 }, j( d
ß OH- ß OH- 0 k3 ~$ ~7 W- Q
(3)磷酸盐 , \+ Y' g9 Q# O1 i4 v0 | D6 d; V+ q
1、除磷酸二氢盐和K+ ,Na+ ,NH4+ 外都不溶 8 G9 w! o6 `' h4 y
2、PO4 3- 检验加AgNO3 后加HNO3 ,沉淀消失 ) S) n& [' A8 z! \
3Ag + PO4 3- === Ag3PO4 (黄色沉淀) 8 S9 V p( i8 q1 n; |' D) X
(4)磷在Cl2中点燃产生两样东西,因为是固体和液体,所以看起来是白色烟雾
* Z/ c0 [ j+ J- M3 a& q. ] 2P + 3Cl2 ======= 2PCl3(液体)
, S$ y t, T0 C0 | 2P +5Cl2 ======= 2PCl5 (固体)
. H1 `- h2 s' y P. W (5)工业制 H3PO4 ! z% b, `& O0 Q1 S+ v8 D
加热
, m( r% S0 u2 e; ~" u, S% ] Ca3(PO4)2 + 3H2SO4(浓) ====== 2H3PO4 + 3CaSO4 (沉淀)
0 c- c4 j% v; b- h# ^6 ] (6)磷酸盐的结构 ; r# Q5 F, Q2 k5 @2 @
" c( b" X$ |' Q3 e' p7 j# q% O/ U7 w! T- M
; Z7 d3 u, v% Z9 W; ?8 l6 h% M3 e; @& H& h% H( ^+ b% ^' Y
" J8 A3 D- F! L- ?7 ~
正磷酸 H3PO4
' e2 l I5 v$ J% }6 JO
; F, E. `% Q1 C& B/ m|| # }- X% U! `/ B* z
H—O—P—O—H 2 b; }' b1 v) `2 l
| - `) @2 K0 K! ^
O—H 4 G0 F# Y/ U. r& B4 U6 H
磷价 +5 | 2 O3 d$ C. H% E# }! m$ L/ \& I) z
: N( n/ R+ [3 C& A( G 偏磷酸HPO3 6 I& T) D7 W K6 ]1 d
O
: B! F' O: Q2 u0 G& k||
5 t6 I" N4 E! h" H8 Q% E4 V; Y$ c H—O—P=O : `' ?# r8 O0 g `" a' A8 X& }
H' C6 @2 U& O+ F1 m 4 {! s6 N/ u5 q& Y6 L8 k
+5 | ! U% H/ q# j$ v
' y* a* _: {4 G9 b9 L
亚磷酸H3PO3 ; A0 v: O. p7 Q9 i( P" V$ p2 q" a9 h( ^
O
, `" O7 Z# K' J||
" Z3 f! I6 d) X, a/ w% rH—O—P—O—H
& p% V. v2 E" N9 n) L |
; o+ X, s; B$ l1 s# B$ m; O H
; {3 E9 D2 {$ r7 ~ +3 |
+ n# o" M# d; n. E# d9 T: v7 J1 j! c3 B5 B% T
次磷酸H3PO2 8 k3 [& h8 Q8 N7 `
O : \' t {- ?8 Z
|| # u+ u& ?- E6 H; G$ k3 k
H—P—O—H
0 g3 r& s& H$ G4 _6 d, W6 ?+ a| ) L% S- x/ k2 {# `) s1 ]* J
H 7 X9 ?9 p* ?1 z
+1 | 7 f4 `4 g0 l% k8 s! ~4 N \
磷酸盐的结构中有—O—H ,这个就是羟基
: E; B0 ?4 k. _9 q1 y! ?' n 酸性强弱的判断:羟基越少,酸性越强 - H w) ^. K( ^ J
几元酸判断:有多少羟基,就是几元酸 $ Q; a$ s, P+ a% F
三、氨 # y$ Z% T. H8 K
NH3 极易溶于水, |