p区非金属元素二(氮硅硼)

实验二十一p区非金属元素(二)(氮族)[实验目的]1、试验并掌握不同氧化态氮的化合物的主要性质。2、试验磷酸盐的酸碱性和溶解性。[实验用品]见教材。[实验内容]一、铵盐的热分解在一支干燥的硬质试管中放入约1g氯化铵，将试管垂直固定、加热，并用润湿的pH试纸横放在管口，观察试纸颜色的变化。在试管壁上部有何现象发生？解释现象，写出反应方程式。反应方程式如下所示：NH4Cl=NH3+HCl现象：由于NH3气体的密度小于空气也小于HCl，生成的NH3气体首先挥发到试管管口，用湿润的pH试纸检验呈碱性，随着分解反应的进行，有大量的HCl气体逸出至试管管口，使pH试纸呈酸性；同时又由于NH3和HCl气体具有加合性，且反应速度极快，在试管壁生成一层白色附着物。分别用硫酸铵和重铬酸铵代替氯化铵重复以上实验，观察并比较它们的热分解产物，写出反应方程式。反应方程式如下:（NH4）2SO4=NH3↑+NH4HSO4（NH4）2Cr2O7=Cr2O3+N2↑+4H2O根据实验结果总结铵盐热分解产物与阴离子的关系。结论：固态的铵盐加热极易分解，一般分解为NH3和相应的酸。如果酸是不挥发的，则生成NH3和酸式盐或酸残留在容器中。如果生成的酸有氧化性，则NH3被氧化为N2O，N2O不稳定分解为N2和O2。二、亚硝酸的生成和分解1.亚硝酸的生成和分解将1mL3MH2SO4溶液注入在冰水中冷却的1mL饱和NaNO2溶液中，观察反应情况和产物的颜色。将试管从冰水中取出，放置片刻，观察有何现象发生相应的反应方程式如下：NaNO2+H2SO4=HNO2+NaHSO4现象：由于生成的HNO2很不稳定，仅能存在于冰的稀溶液中。微热，甚至在冷的情况下，也易分解为NO、NO2和水。NO2为稳定气体。试管口有棕色气体。反应式：4HNO2=4NO+2H2O+O22NO+O2=2NO2结论：HNO2易分解，不稳定性强。2.亚硝酸的氧化性和还原性在试管中加入1～2滴0.1MKI溶液，用3MH2SO4酸化，然后滴加0.5mol·L-1的NaNO2溶液，观察现象，写出反应方程式。反应方程式如下：2NO2-+2I-+4H+=I2+2NO+2H2O（氧化性）现象：溶液变成棕色，有NO气体生成。用0.1mol·L-1KMnO4溶液代替KI溶液重复上述实验,观察溶液的颜色有何变化,写出反应方程式。反应方程式如下:2MnO4+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O（还原性）现象：溶液的紫红色褪去。结论：HNO2中的N元素为+3价，具中间态，因此HNO3既可以作氧化剂又可以作还原剂。作氧化剂时，由于还原剂不同，其产物分别有NO、N2O、NH2OH，N2和NH3。总结：HNO2易分解，既可作氧化剂又可作还原剂，具有弱酸性，其酸性比HAc强。三、硝酸和硝酸盐（1）分别往两支各盛少量锌片的试管中加入1mL浓HNO3和1mL0.5mol·L-1HNO3溶液，观察两者反应速率和反应产物有何不同。将两滴锌与稀硝酸反应的溶液滴到一只表面皿上，再将润湿的红色石芯试纸贴于另一只表面皿凹处。向装有溶液的表面皿中加一滴40%浓碱，迅速将贴有试纸的表面皿倒扣其上并且放在热水上加热。观察红色石芯试纸是否变为蓝色。此法称为气室法检验NH4+。写出以上几个反应的方程式。反应方程式如下:Zn+4HNO3(浓)=Zn(NO3)2+2NO2+2H2OZn+HNO3(0.5M)=Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O现象:与浓硝酸反应时,有棕色气体生成。与0.5M硝酸反应时，用气室法检验，红色石蕊试纸变兰色。2.硝酸盐的热分解分别试验固体硝酸钠、硝酸铜、硝酸银的热分解，观察反应的情况和产物的颜色，检验反应生成的气体，写出反应的方程式。有关的反应方程式如下：2NaNO3=2NaNO2+O2↑(a)2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2↑+O2↑(b)2Ag(NO3)2=2Ag+2NO2↑+O2↑(c)现象：a:有无色气体O2生成。b:兰色固体变成黑色，并有O2、NO2气体放出。C:白色固体变成黑色或银白色，有气体O2、NO2放出。总结：硝酸易受热分解，其产物取决于盐中的阳离子。①碱金属，碱土金属的硝酸盐分解放出O2，生成亚硝酸盐。②Mg至Cu硝酸盐分解生成金属氧化物和O2、NO2。③Cu以后的金属硝酸盐分解生成金属单质和O2、NO2。[思考题]为什么一般情况下不用硝酸作为酸性反应介质？硝酸与金属反应和稀硫酸或稀盐酸与金属反应有何不同？四、磷酸盐的性质1.酸碱性（1）用pH试纸测定0.1mol·L-1Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液的pH。0.1mol·L-1Na3PO4溶液的pH呈强碱性0.1mol·L-1Na2HPO4溶液的pH呈弱碱性0.1mol·L-1NaH2PO4溶液的pH呈弱酸性（2）分别往三支试管中注入0.5mL0.1mol·L-1Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液，再各加入适量的0.1mol·L-1AgNO3溶液，是否有沉淀产生？试验溶液的酸碱性有无变化？解释之。写出有关的反应方程式。反应方程式如下：3Ag++PO43-=Ag3PO4↓3Ag++HPO42-=Ag3PO4↓+H+3Ag++H2PO4-=Ag3PO4↓+2H+现象：加入Ag+后，三者溶液的pH值都减小，酸性增强。总结：三种盐都水解，前二者水解呈碱性，后者由于电离程度大于水解，因此呈弱配性。[思考题]NaH2PO4显酸性，是否酸式盐溶液都呈酸性？为什么？举例说明。2.溶解性分别取0.1mol·L-1的Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4各0.5mL,加入等量的0.5mol·L-1CaCl2溶液，观察有何现象，用pH试纸测定它们的pH。滴加2mol·L-1氨水，各有何变化？再滴加2mol·L-1盐酸，又有何变化？各反应方程式如下所示：Ca2++PO43-=Ca3(PO4)2↓pH﹥7Ca2++HPO42-=CaHPO4↓pH﹥7Ca2++H2PO4-≠pH﹤7加氨水后，促进HPO42-和H2PO4-的电离，三支试管中均生成Ca3(PO4)2白色沉淀。加盐酸后，促进水解，三支试管中白色沉淀全部溶解。总结：磷酸盐中，磷酸二氢盐均溶于水，正盐和一氢盐中除钾盐，钠盐，氨盐之外，均不溶于水。3.配位性取0.5mL0.2mol·L-1的硫酸铜溶液，逐滴加入0.1mol·L-1焦磷酸钠溶液，观察沉淀的生成。继续滴加焦磷酸钠溶液，沉淀是否溶解？写出相应的反应方程式。反应方程式如下：Cu2++P2O74-=Cu2P2O7↓白色加入过量的确Na4P2O7溶液，白色沉淀消失。Na4P2O7+P2O74-=[Cu(P2O7)]2-总结：P2O74-具有配位性。