氮族元素
【备考目标】
◆ 了解氮族元素单质及其重要化合物的主要性质及应用
◆ 了解常见氮族元素单质及其重要化合物对环境质量的影响
◆ 了解氮族元素在元素周期表中的位置及性质递变规律
【要点精讲】
知识点1. 氮族元素的主要性质及递变规律
元素 | 氮 | 磷 | 砷 | 锑 | 铋 |
原子序数 | ７ | １５ | ３３ | ５１ | ８３ |
单质态 | | 白（淡黄）固体，暗红固体 | 灰固体 | 银白金属 | 银白或微红金属 |
熔点（℃） | -209.86 | 44.1（白磷） | ８１７（２．８×１０６Ｐa） | 630.74 | 1560 |
化合价 | －３，＋１，＋２，＋３，＋４，＋５ | －３，＋３，＋５ | -3，+3，+5 | －３，＋３，＋５ | ＋３，＋５ |
最高价氧化物及对应水化物酸性 | Ｎ２Ｏ５ | Ｐ２Ｏ５ | Ａs2O5 | Sb2O5 | Bi2O5 |
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 | 非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强 |
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知识点2. 氮及其化合物间的转化关系
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是一种无还原性较强的气体，易被O2氧化为NO2，NO2是一种红棕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触摸调光ic↑+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 | |
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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 |
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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：NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
(2)有挥发性但无氧化性酸生成的铵盐，如：NH4ClHCl↑+NH3↑(冷却相遇：NH3+HCl====NH4Cl)
(3)由强氧化性酸生成的铵盐，如：NH4NO3N2O↑+2H2O或４NH4NO33N2↑+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+5O2４NO+6H2O
2NH3+3Cl2====N2+6HCl
2NH3+3CuO3Cu+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·H2ONH一次性奶茶杯3↑+H2O | |
浓氨水+固体NaOH或生石灰 | NaOH溶于水放热，促使氨水分解：NH3·H2ONH3↑+H2O NH3·H2O+CaO====NH3↑+Ca(OH)2 | |
| zyzq | |
知识点5 磷及其化合物
1．磷单质的化学性质
①4P+5O22P2O5(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+3H2O2H3PO4
注：P2O5为白固体，吸湿性强，可用作干燥剂。
②纯净的磷酸是无晶体，有吸湿性，能与水以任意比例混合。浓Hamadori3PO4为无黏稠状液体，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 |
颜状态 | 白（淡黄）蜡状固体 | 红棕粉末状固体 |
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） |
相互转化 | |
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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，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(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
电子级硝酸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
衣架制作 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
