氮和磷
( C- c6 j9 H0 M6 n' [4 }一、氮 " V: c3 ^$ ]/ a( r! Y7 \0 {5 {1 n
(1) 氧化性 ( V6 t3 m# Y2 g4 }4 F K
高温高压 催化剂 (可逆) ' _) m. r4 z% P M; z6 L9 u( w2 O# F" S
N2 + H2 ===================== 2NH3 + Q (工业制氨气) 有热量放出 $ C8 W3 N! t: R* H+ S8 f
点燃 9 @( X& z9 K* }6 X4 b
N2 + 3Mg ===== Mg3N2 (金属活动顺序表中Al 前的都可以有这个反应)
4 U* }# K7 l2 P+ {* r: s8 a (2)还原性 8 O% B! l" i! U4 F% d
放电 # J0 M9 E9 k& T7 ~& f/ O
N2 + O2 ===== 2NO (闪电和汽车引擎中存在的反应)
; v" H3 V' e. T+ k t% k7 `点燃 2 c9 c+ h( E# ?& X
在空气中点燃反应: 2Mg + O2 ===== 2MgO 7 L7 F9 {! y0 e
点燃 ( f1 f9 q+ y8 |) i: a
2Mg + CO2===== 2MgO + C ( B$ {( e$ V4 b2 u8 T" A
点燃 - G* P8 C3 \. @+ r0 F' o
3Mg + N2 ====== Mg3O2
7 ~; c! O, _, j0 s2 {# b* R, D% _5 | Mg3N2 + 6H2O == 3Mg(OH)2 + 2NH3 (气体) 9 b! A" L* C. e2 M' a
(3)氮的氧化物
3 G$ b6 F J Y) I# X& o; V( N1 w8 W NO:无色、不溶于水,与CO一样可与人体中的血红蛋白结合.
+ X2 D# i9 B0 j" x: u% n0 z$ D; C NO2:常温下红棕色、有刺激性气味,有毒、易溶于水
- t8 {9 V' n# g* F' B/ g/ o 3NO2 + H2O ===2HNO3 + NO(气体) 2 a8 k! ^9 k, i8 Y, I Q* \& f
2NO + O2 === 2NO2 (常温下反应,所以不能用排水法收集NO2) , L1 g+ p3 f: m$ n- N' Z
NO2有强氧化性: J" s* m+ n9 P$ K
NO2 + SO2 == SO3 + NO ,并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝, * m# f4 o: ^- u* R8 ]8 ~( L9 }
故不能用此法鉴别Br2 和NO2 ,要用水 , j) F3 h9 k( }! A
(可逆)
) K- q- T" A# ?0 i V. ~' A7 ?) Z 2NO2 ====== N2O4 可共存,无色,故一般NO2 或 N2O4不纯
& G- F: J- f8 S: L# y4 K, f N2O:笑气,牙痛拔牙麻醉剂
% i+ c0 v& ^# t3 u: R* Y( Y N2O3:HNO2(亚硝酸)酸酐, N2O5为HNO3(硝酸)酸酐
5 D9 w# b) {5 k' G; w (4)氮的固定 % H0 l% N4 z% e }
把游离态的氮转化为化合态的:1、自然固氮:闪电、放电
: T. |- C) Y0 S; U h8 c! u6 K 2、人工固氮:植物根瘤菌
7 v5 M2 {% P% f$ O$ [5 V (5)氮的一些反应方程式
7 @ `4 O" B+ H! t; W1 R* [ 4NO2 + O2 +2H2O ==== 4HNO3 0 |- ~+ M. E) |; B5 M& q: P. x
4NO + 3O2 +2H2O ==== 4HNO3
9 e, B; V4 f6 ^1 T; B2 y; F NO2 + NO +H2O +O2 ==== 2HNO3
+ O9 w5 |2 w! L# r# { 催化剂
" _8 y* T e+ X2 K 8NH3 +6NO2 ====== 7N2 +12H2O / _2 o: ?4 Q7 G; A; ^
催化剂 * w+ H8 v7 X2 T9 S/ t
6NO +4NH3 ======= 5N2 +6H2O
7 [. |- _- E5 O: Q* H' m& I y NO + NO2 + 2NaOH ==== 2NaNO2 + H2O / |+ q" y( E: h
2NO2 + 2NaOH ==== NaNO3 + NaNO2 + H2O 1 T+ G! N" H1 K: m7 i
3NO2 + 2NaOH ==== 2NaNO3 + NO + H2O ( D% n, w( u0 \* t
二、磷
1 h8 m9 Y ~: M5 \" [没有游离态的,以磷酸盐形式存在于矿石中
' f& ~$ A$ P) g2 O 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
2 K& O. o2 x+ w9 x& n 放在灯泡中,可除氧气,防灯丝氧化
* H- t3 [% i: ]0 V7 ` 2、红磷:不溶于水和CS2,粉末状固体,红色,无毒 - M6 K7 y6 M4 c( U
隔离空气加热到260`C à 5 B# E5 L% x3 u8 B7 y
白磷 ======================== 红磷 (化学变化) 3 Y0 C0 B- Y& X* M/ g- r" {& S$ b: I3 t
ß 加热到416`C升华、冷凝 ) l& L: S C' y8 S! t- ?
注:白磷沾上皮肤用CuSO4溶液洗涤:
1 C- e3 I K; }9 g; u u, i 热
2 f/ ^2 k, J8 D. X) C" {2 v6 i4 f5 C 11P + 15CuSO4 + 24H2O ====== 5Cu3P (沉淀) + 6H3PO4 + 15H2SO4
4 C4 d3 P* S$ d( h9 { 冷 & h& {' [' C: W
2P + 5CuSO4 + 8H2O ====== 2Cu + 2H3PO4 + 5H2SO4
/ k" @& x2 e% W4 s7 ]2 w 3、磷的一些性质 c1 k2 r5 ]" @. m- @
(1) # {: b7 J( H/ f
点燃 * E" m3 {8 T5 L3 B/ b7 X
4P + 5O2 ==== 2P2O5(酸性氧化物,是H3PO4的酸酐,也是HPO3的酸酐)
A K4 I) z& S0 i% S7 ] P2O5 + 3H2O(热)===== 2H3PO4 (磷酸,无毒)
- |8 L8 u( W5 ^/ y+ g7 }4 C0 J P2O5 + H2O(冷)===== 2HPO3 (偏磷酸,剧毒) F/ K* a/ M/ R: Y
(2)H3PO4
6 i4 y) s% b2 Z2 ~* K: E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
4 |4 R' }3 {: D% V/ j 1、非氧化性: ! V. S* c7 ^# y# a4 j
加热 # A7 D/ H' |( q; } y/ |
3NaBr + H3PO4 ====== Na3 PO4 + 3 HBr 6 X; m [- P6 R0 f
2、三元酸
- O8 ^8 P. f& w9 R 3NaOH + H3PO4 ==== Na3PO4 + 3H2O
. f- M- `+ c: Q 正盐,磷酸钠 $ z z, g+ ]: y, z' |" n1 [, a9 Q
2NaOH + H3PO4 ==== Na2HPO4 + 2H2O
& o& ]4 j3 R. T, c$ _7 @4 ^ 酸式盐,磷酸氢钠
9 q, q8 h' N- M& [ NaOH + H3PO4 ==== NaH2PO4 + H2O ( O5 u9 ?! n' R) R5 Y
酸式盐,磷酸二氢钠
5 D. O( H; u) A5 p7 n/ v 注:
% o2 d8 G4 P9 W+ p" X) } H+ à H+ à $ p$ e h1 U' X) t7 K! D
正盐 ======== 氢盐 ======= 二氢盐
! S, A; [0 h- m, P" \8 K ß OH- ß OH-
# \% `9 W; u- Y (3)磷酸盐
& h; R' M, X f* X0 d( Z 1、除磷酸二氢盐和K+ ,Na+ ,NH4+ 外都不溶 " s X/ H: i* M
2、PO4 3- 检验加AgNO3 后加HNO3 ,沉淀消失 / C8 _" A( _0 \+ D
3Ag + PO4 3- === Ag3PO4 (黄色沉淀)
4 ^. m) M4 ]- B$ ^/ G- [" Z8 a: c (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 " w; d! P U3 j9 I
2P + 3Cl2 ======= 2PCl3(液体)
% T* c5 z# y6 l9 h1 H 2P +5Cl2 ======= 2PCl5 (固体)
^) {0 i" B0 z w/ _2 { (5)工业制 H3PO4
/ R3 m2 d7 W6 m9 n 加热 : m G0 w7 m4 Q7 ]6 ^
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4(浓) ====== 2H3PO4 + 3CaSO4 (沉淀)
' y" `' _. v2 U, b8 B (6)磷酸盐的结构
1 k" c- i9 o+ x3 A R 4 ~, {0 ^/ y- [- L7 x/ o7 O
3 f* m+ [3 i* [+ P9 i3 z6 R* z6 p0 F5 N
5 F1 U4 G7 C t R( ~$ n
+ X/ \" e/ |2 ~ 正磷酸 H3PO4
& Z l# i! u" ^8 U3 u' PO
9 b5 E, v6 L) \& Z|| 7 U! Z/ `7 W8 s
H—O—P—O—H
; A8 G0 ]& i1 K8 ?- i& @| / m; b0 d( ~9 G' `' x0 l$ V$ V7 c
O—H
0 w8 @+ u5 ?9 E! c 磷价 +5 |
/ v8 M, O$ x* H9 E' k7 P) [3 S" [4 S3 |) U
偏磷酸HPO3 & Z+ q$ B N4 }7 [
O
0 F2 B) Q: ~0 I% O! y+ e||
6 A. c. C9 L# w H—O—P=O 1 F3 G9 j7 f1 s4 @! w F2 N
( v' b O; t* C$ \$ ^: X( c , i' w i5 ]8 K3 w* l% c, b% K% Q
+5 |
/ ]; i' K( p- [. P# r r, ?: Q( `6 Z0 r- F3 b5 e4 C: l
亚磷酸H3PO3
$ E& P+ ]. E8 y( RO
9 f4 z/ w a1 F- K5 M1 |4 g||
( Q3 R3 Z) {. [; g9 K* C9 u bH—O—P—O—H
1 g. p; l6 V- a9 z3 F, m3 v* r7 g |
0 l" d; g% M- x4 h6 I8 f: q H 2 {% {& q& V h* T5 A1 [4 g6 x( ^
+3 |
/ u6 i5 u' E. f
& f; _/ F( s- \0 w. m. M, f* o4 P 次磷酸H3PO2
4 ~3 B6 A' F8 ^. [; ]8 RO
; ^; t8 k1 b: ]) {+ j0 ~||
W2 ]& z; ]. l6 AH—P—O—H 9 k( ~; P7 Z1 N! n5 q7 M
|
% Z, T; a6 h( t! ]; n# sH . n2 I+ M7 O* y$ R
+1 | ! b% Y# }- P, I% v- Q6 t* y1 ]: v
磷酸盐的结构中有—O—H ,这个就是羟基
6 N, W4 t/ W7 D) E) N 酸性强弱的判断:羟基越少,酸性越强
# u [6 f$ O* k0 o* p, X* | 几元酸判断:有多少羟基,就是几元酸 4 A8 l! m+ \0 b, L: M3 J
三、氨
2 l+ o K6 O+ |8 S NH3 极易溶于水, |