P区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)
P区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)
实验十四、P区非金属元素(二) (氮族、硅、硼)
[实验目的]
1、 试验掌握不同氧化态N的化合物的主要性质。
2、 试验磷酸盐的酸碱性和溶解性。
3、 掌握硅酸盐、硼酸及硼砂的主要性质。
[实验内容]
铵盐的热分解 1 NH4Cl ==NH3 + HCl 色) (PH试纸由蓝→黄→红
2 (NH4) 2SO4 == NH3↑ + (NH4)HSO4 ↓ NH3 +H2SO4 3(NH4)2Cr2O7 ==Cr2O3+N2↑+4H2O 铵盐热分解的实质是质子的转移,阴离子碱性越强, 该铵盐对热越不稳定。分解产物和阴离子对应的酸 的氧化性、挥发性有关,也和温度T有关。
在3中,分解剧烈,易取少量药品。残留物为膨 松状物,大多为暗绿色,少数呈暗褐色(密度 小),如果加浓盐酸,后者难溶,可能与固体受 热反应不均匀所致。 亚硝酸和亚硝酸盐 1、亚硝酸的生成和分解: H2SO4+2NaNO2==2HNO2+Na2SO4 最好二者同时冷却5min以上,倾倒时宜慢,有溢出 倾向,溶液显淡蓝色,试管底部有小部分溶液显 淡黄绿色。从冰水中取出会看到气泡较多并迅速 溢出,试管上部有红棕色气体。 2HNO2==NO2↑+NO↑+H2O
2、亚硝酸的氧化性和还原性: ①2 NO2 -+2I-+4H+==2NO+I2+2H2O 没有硫酸酸化之前,无现象。滴加3M的硫酸, 立即发生反应。经试做,KI少量时,溶液由无色→ 橙红色(浅黄色、红棕色),并有大量无色气体放 出。KI量大时,溶液由无色→黑色浑浊↓,并有大 量无色气体放出。试管口也看不到红棕色气体,可 能是NO溢出太快,未被氧气氧化。引导学生检验 产物I2(△,或2%淀粉)。 ②5NO2-+2MnO4-+6H+==4NO3-+2Mn2++3H2O 现象:酸化后紫红色立即消失,并有较多无色气 泡溢出,应是HNO2分解产生的NO。
p区非金属元素二(氮硅硼)
p区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)●[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。
3、掌握硅酸盐,硼酸及硼砂的主要性质。
4、练习硼砂珠的有关实验操作。
●[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+HCI现象:由于NH3气体的密度小于空气也小于HCI,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HCI气体逸出至试管管口,使pH试纸呈酸性;同时又由于NH3和HCI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。
二、亚硝酸的生成和分解1.亚硝酸的生成和分解将1mL 3M H2SO4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,稳定性差。
p区元素知识归纳及解题分析2
例19:砷的化合物在农业上有广泛的用途。砒霜是最重要的砷化合物。从熔炼 提纯Cu和Pb的烟道灰中,可获得大量的砒霜,它是含As 75.74%的氧化物,它 形成分子晶体。 1、画出砒霜的分子结构图。 2、砷和硫直接相互反应形成As4S3、As4S4、As2S3和As2S5等硫化物。其中后两 个也能用H2S从As(III)和As(V)的盐酸溶液中沉淀出来。 (1)画出As4S4的分子结构图。 (2)写出用砒霜为原料制备As2S3的化学反应式。 3、试解释NH3、PH3、AsH3和SbH3中H—X—H之间的键角值分别是107.3°、 93.6°、91.8°和91.3°。 4、砒霜是剧毒物质,法庭医学分析上常用马氏试砷法来证明是否砒霜中毒: 把试样与锌和硫酸混和,若试样中含有砒霜,则会发生反应生成砷化氢;在无 氧条件下,将生成的砷化氢导入热的玻璃营中,在试管加热的部位砷化氢分解 形成亮黑色的“砷镜”。写出有关的化学方程式。 5、“砷镜”和“锑镜”的差异是马氏试砷法的一个判断依据,请指出这种差 异的化学原理。 6、假若用Zn在酸性介质中处理亚砷酸钾(K3AsO3)样品2.30 g,产生的AsH3 再用I2氧化至砷酸需要I2 8.50 g。试确定这种亚砷酸钾(K3AsO3)样品的纯度?
(1)砒霜中毒常用Fe(OH)2解毒,河水被As(III)污染后不适 宜用Fe(OH)2来处理为何?用熟石灰是常用方法,写出相关方 程式。 (2)法医检验砒霜中毒使用了Zn粉、盐酸,还使用NaClO, 为什么要使用它,写出方程式。
(3)设计测定As2O3和As2O5混合物含量的实验步骤,写出相 关方程式与As2O3百分含量计算式。
1、N2H4H2O 2、2NaOH + Cl2 === NaClO + NaCl + H2O NH2CONH2 + NaClO +2NaOH ==== N2H4H2O + NaCl + Na2CO3 3、 (1)尿素水解 NH2CONH2 + 2NaOH === 2NH3 + Na2CO3 (2)肼被氧化 NH2NH2 + 2NaClO === N2 + 2H2O + 2NaCl (或 N2H4H2O被氧化) 4、蒸馏 5、(NH2OH)HX+ SO3 == (NH2OSO3H)HX, (NH2OSO3H)HX+4NH3 === N2H4 + (NH4)2SO4 +NH4X
铵盐的热稳定性差
实验 P 区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)一、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。
3、掌握硅酸盐,硼酸及硼砂的主要性质。
4、练习硼砂珠的有关实验操作。
二、实验用品仪器:试管(10mL)、烧杯(100mL)、酒精灯、蒸发皿固体药品:氯化铵、三氯化铁、三氯化铬、氯化钙、硝酸钠、硝酸铜、硝酸银、硝酸 钴、硫酸铵、硫酸铜、硫酸镍、硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁、重铬酸铵、硼酸、硼砂、 硫粉、锌片液体药品: H2SO4(浓、 3mol/L)、 HNO3(浓、 1.5mol/L)、 HCl(浓、 6mol/L、 2mol/L)、 NaNO2(饱 和、0.5mol/L)、KMnO4(0.1mol/L)、KI(0.1mol/L)、H3PO4(0.1mol/L)、Na4P2O7(0.1mol/L)、 Na3PO4(0.1mol/L) 、 Na2HPO4(0.1mol/L) 、 NaH2PO4(0.1mol/L) 、 AgNO3(0.1mol/L) 、 CaCl2(0.5mol/L)、BaCl2(0.5mol/L)、NH3·H2O(2mol/L)、Na2SiO3(20%)、硼砂(饱和)、 无水乙醇、甘油、NH4Cl(饱和)、HAc(2mol/L)、CuSO4(0.2mol/L)、NaOH(40%)材料:pH试纸、冰、木条、铂丝(或镍铬丝)三、实验内容:(一)铵盐的热分解氯化铵(1g)→ 加热 → 润湿的 pH 试纸放在试管口 → 试纸有何变化 → 试管壁 上部有何现象NH4Cl ==== NH3↑+ HCl↑ pH试纸先变蓝色后变红色 (原因: 氨气轻扩散速度快) NH3↑+ HCl↑=== NH4Cl(s)试管上部有白霜硫酸铵(1g)→ 加热 →润湿的pH试纸放在试管口 → 试纸有何变化 → 试管壁上部 有何现象(NH4)2SO4 === 2NH3↑+ H2SO4 试纸变蓝,试管壁上部无现象重铬酸铵(1g)→ 加热 →润湿的pH试纸放在试管口 → 试纸有何变化 → 试管壁上 部有何现象(NH4)2Cr2O7 === N2 + Cr2O3 + 4H2O铵盐的热稳定性差,固态铵盐加热时极易分解,一般分解为氨和相应的酸。
P区非金属元素:卤素 氧 硫 氮 磷 硅 硼
7.3 P区非金属元素:卤素 氧 硫 氮 磷 硅 硼一、实验目的1.掌握卤素离子及S2-的还原性;2.掌握氯和氮的含氧酸、含氧酸盐的氧化性、热稳定性;3.掌握H2O2的氧化还原性和不同价态硫的化合物的性质;4.掌握磷酸盐的重要性质;5.掌握硅酸、硼酸的重要性质。
二、实验原理卤素(氟、氯、溴、碘)、氧、硫、氮、磷、硅、硼均为P区非金属元素。
卤素单质都是强氧化剂,其氧化性顺序为F2 > Cl2 > Br2 > I2;而卤素离子的还原性顺序恰好相反,为F-< Cl-< Br-< I-。
相关标准电极电位如下: 电对F2/F-Cl2/Cl-Br2/Br-I2/I-E°/V 2.87 1.36 1.065 0.535卤素单质的氧化性和X-1的还原性请同时参考“氧化还原反应和电化学”实验。
氧的性质活波,形成为数众多的化合物,它们是元素化学的重点。
过氧化氢是经常使用的氧化剂,其水溶液比较稳定,但光、热、金属离子的存在或者增加溶液的碱性都可以加速其分解。
除具有氧化性外,过氧化氢又有还原性。
把过氧化氢加入重铬酸钾的酸性溶液中得到一种美丽的蓝色化合物。
该化合物可以被乙醚萃取而得到稳定。
蓝色化合物为过氧化铬Cr(O2)2O,可以与溶液中的过量的过氧化氢反应而被分解。
2Cr(η2-O2)2O + 7H2O2+ 6H+= 2Cr3+ + 7O2 + 10H2O硫单质表现为既有氧化性又有还原性、磷单质则基本表现为还原性。
由于S2-具有较大的变形性,所以和多种金属离子生成颜色不同,溶解度不同的金属硫化物。
例如,Na2S可溶于水;ZnS(白色)难溶于水,易溶于稀盐酸;CdS(黄色)不溶于稀盐酸,易溶于较浓盐酸;CuS(黑色)不溶于盐酸,可溶于硝酸;HgS (黑色)不溶于硝酸,可溶于王水。
依据金属硫化物溶解度和颜色的不同,可分离和鉴定金属离子.在含氧酸和含氧酸盐中,卤素(氟除外)和氮的含氧酸及其盐都具有相当强的氧化性和热不稳定性,因而许多氯酸盐、次氯酸盐、亚硝酸盐都是常用的氧化剂.卤素单质的歧化反应较硫、氮、磷更易于进行,这是卤素的一个重要性质。
常见非金属元素及其化合物P区元素
P区元素概述
p 区元素的价层电子组态为ns2np1~6,大多数 都有多种氧化值。ⅢA 族、ⅣA 族和 ⅤA 族元素 的较低正氧化值化合物的稳定性,在同一族中总 的趋势从上到下逐渐增强;但最高氧化值化合物 的稳定性则从上到下逐渐减弱。同一族元素这种 从上到下低氧化值化合物比高氧化值化合物稳定 的现象,称为惰性电子对效应。一般认为,ⅣA 族元素从上到下,最外层 s 轨道中的一对电子越 不容易参与成键,因此高氧化值化合物容易获得 两个电子而形成 ns2 电子组态。惰性电子对效应 也存在于 ⅢA 族元素和 VA 族元素中。
P区元素概述
第二周期 p 区元素的原子最外层只有 2s 和 2p 轨道,其配位数一般不超过 4 。而其他周期 p 区元 素的原子最外层有 d 轨道,可以素之间插 入了 d 区元素和 ds 区元素,使第四周期 p 区元素 的有效核电荷显著增大,原子半径比同周期的 s 区 元素显著减小。因此,第四周期 p 区元素的性质在 同族中也显得比较特殊,表现出异样性。
2.熟悉卤素、氧族元素、氮族元素、碳族 元素的通性。
3.了解非金属元素在医药领域及生活、生 产中的应用。
内容提要
能力要求 熟练掌握物质性质的实践技能,学会常
见非金属离子的鉴定技术;学会运用物质 的化学性质分析、解决实践、生活和工作 中的化学问题,正确使用化学物质。
内容提要
第一节 卤族元素 (一)卤族元素的通性 (二)卤化氢和卤化物 (三)含氧酸及其盐 (四)拟卤素
P区元素概述
在第五周期和第六周期的 p 区元素之前,也 排列着 d 区元素和 ds 区元素 (第六周期前还排列 着 f 区元素),它们对这两个周期的元素也有类似 的影响,使各族第四、五、六周期三种元素性质 又出现了同族元素性质的递变情况,但这种递变 远不如 s 区元素那样有规律。
实验3 p区非金属元素(II)(氮族、硅、硼)(何艳)(修改版^_^)
实验3 p区非金属元素(II)(氮族、硅、硼)
何艳(仅修改版面格式,未修改内容)
(学号:012301314211实验日期:2013年3月19日实验指导教师:周环波)
摘要(Abstracts):为了试验并掌握不同氧化态氮的化合物的主要性质,试验磷酸盐的酸碱性和溶解性,了解硅酸盐的主要性质。
本实验通过一些简单可行的方法,完成了铵盐及硝酸盐的热分解的实验,磷酸盐的酸碱性和溶解性的测定与比较,以及硅酸水凝胶的制备。
结果表明:铵盐加热易分解;亚硝酸易分解,不稳定,既具有氧化性又具有还原性;硝酸受热易分解,其产物取决于盐中的阳离子,且具有氧化性;磷酸盐都能水解;焦磷酸根离子具有配位性。
关键词(Key Words):氮;硅;硼;化合物;化学性质
3、结论
1)固态铵盐加热易分解,一般分解为氨气和相应的酸,如果酸不挥发,则生成氨气,如果生成的酸具有氧化性,则氨气被氧化为N2O,继而因不稳定分解为N2和O2;
2)硝酸盐受热易分解,其产物取决于盐中的阳离子;亚硝酸易分解,不稳定,具有弱酸性,同时既具有氧化性又具有还原性;
3)硝酸由于浓度不同具有不同程度的氧化性,与金属反应的产物也不相同;
4. 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,铵盐之外均不溶于水,磷酸盐都能水解,焦磷酸根离子具有配位性;硅酸盐与酸反应能产生硅酸胶体。
参考文献
[1]北京师范大学无机化学教研室等编. 无机化学实验(第三版) [M]. 北京:高等教育出版社,2005:150-152.
[2]陈正萍. 硼砂珠实验的改进[J]. 贵州大学学报(自然科学社),1999,02:16-17.
[3]吴淑利. 新型硼酸盐的性质合成研究[D]. 宁波大学2010,25-45.。
《无机化学实验》教学大纲化学、应用化学专业
《无机化学实验》教学大纲(化学、应用化学专业)(四年制本科·试行)一、教学目的无机化学实验是高等教育理科化学专业第一门基础实验课程。
其主要目的是:通过实验验证、巩固和深入理解所学的无机化学理论知识;通过无机化学实验训练,正确地掌握基础化学实验的基本操作方法和技能技巧,培养学生独立工作和独立思考的能力,养成严谨的科学态度和良好的科学思维习惯。
为后续课程的学习、为培养合格的化学教学和化学化工技术人才打下扎实的基础。
二、教学基本要求:1、通过无机化学实验教学,学生能够正确掌握基础化学实验基本操作,主要操作单元能够独立完成,操作规范、熟练。
2、掌握无机化合物的一般制备原理、制备方法和分离、鉴定方法。
3、熟悉元素和无机化合物的重要性质实验一绪论、仪器的认领和洗涤、干燥(4学时)实验二灯的使用,玻璃管加工(3学时)实验三台秤和分析天平的使用(4学时)实验四溶液的配制(3学时)实验五五水硫酸铜结晶水测定(6学时)实验六氢气的制取和铜相对原子量的测定(6学时)实验七二氧化碳相对分子量的测定(6学时)实验八转化法制硝酸钾(4学时)实验九Fe3+、Al3+离子的分离(4学时)实验十水的净化(4学时)实验十一过氧化氢分解热的测定(4学时)实验十二化学反应速度和活化能测定(4学时)实验十三I3- = I2 + I-平衡常数的测定(4学时)实验十四醋酸电离度和电离常数的测定(4学时)实验十五碘化铅溶度积的测定(4学时)实验十六电离平衡和沉淀平衡(4学时)实验十七氧化还原反应和氧化还原平衡(4学时)实验十八磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定(6学时)实验十九P 区非金属元素(一)(卤素、氧、硫)(4学时)实验二十P 区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)(4学时)实验二十一常见非金属阴离子的分离与鉴定(4学时)实验二十二主族金属(碱金属、碱土金属、铝、锡、铅、锑、铋)(4学时)实验二十三ds区金属(金、银、锌、镉、汞)(4学时)实验二十四常见阳离子的分离与鉴定(一)(4学时)实验二十五第一过度系元素(一)(钛、钒、铬、锰)(4学时)实验二十六第一过渡系元素(二)(铁、钴、镍)(4学时)实验二十七常见阳离子的分离与鉴定(二)(4学时)实验二十八碱式碳酸铜的制备(6学时)实验二十九由海盐制备试剂级氯化钠(6学时)实验三十重铬酸钾的制备—固体碱熔法(6学时)实验三十一高锰酸钾的制备—固体碱熔法(6学时)实验三十二硫代硫酸钠的制备(6学时)实验三十三一种钴(Ⅲ)配合物的制备(6学时)实验三十四十二钨磷酸和十二钨硅酸的制备(6学时)实验三十五四氯化锡的制备(少量试验)(6学时)实验三十六四碘化锡的制备(6学时)实验三十七醋酸铬(Ⅱ)水合物的制备(6学时)实验三十八四氧化三铅组成的测定(6学时)实验三十九水中溶解氧及大气中SO2的测定(6学时)实验四十硫酸亚铁铵的制备(6学时)三、教材及参考书1、北师大等校无机化学教研室编.无机化学实验(第三版).高等教育出版社(2001.5)2、华东化工学院化学教研室编.无机化学实验(第三版). 高等教育出版社(1994)3、南京大学大学化学实验教学组编.大学化学实验. 高等教育出版社(1999)4、北京师范大学编.化学实验规范.北京大学出版社(1998)5、孙尔康编.化学实验基础.南京大学出版社6、黄佩丽编.无机元素化学实验现象剖析.北京师范大学出版社(1990)7、天津大学普通化学教研室编.无机化学课堂演示实验.人民教育出版社四、其它说明1、本实验大纲收入的选修实验项目供教学安排时选择。
实验14-P区元素2(氮族)
CaCl2
+
有
无
0.1mol·L-1
CaCl2
+
沉
淀
0.1mol·L-1
+ CaCl2
嗧
氨水
+
氨水
+
氨水
+
2mol·L-1
变
盐酸
+
变
2mol·L-1
化
盐酸
+
化
2mol·L-1
嗧
盐酸
+
嗧
比较Ca3 (PO4)2、CaHPO4和Ca(H2PO4)2的溶解性,说明它们之 间相互转化的条件。写出相应的反应方程式。
析析
④迅速将粘有pH试纸的表面皿盖在盛有试液的表面皿
化化
上作成“气室”。
学学
⑤将此气室放在水浴上微热,观察pH试纸的变化。 NO3-的鉴定,注意:
铵盐溶液 +
6mol·L-1 NaOH
绿豆粒大小 +
5滴
摇匀 斜持试管
FeSO4·7H2O
0.5 M NaNO3
缓慢加入 1滴浓硫酸
棕色环
实验二 p区非金属元素-氮族
实验内容
1.铵盐的热分解
海 海 NH4Cl在试管中直接加热分解和管口生成气体的检验,注意:
水 水 (1)固体NH4Cl置于离管口约1/3处;(2)倾斜固定,如何操作?
分 分 火山爆发:(NH4)2CrO4,注意:
析析
(1)玻璃棒在酒精灯外焰上灼烧约1min,并置于(NH4)2CrO4 中约10s; (2)堆置紧密,效果明显 ;
学学
NO2- +MO4-
(用于区分测定NO2-和NO3-)
18P区非金属(二)氮族-yang
三、硝酸及其盐 1、 硝酸的氧化性 、
Zn + 4HNO3 (浓)
Zn(NO3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
4Zn +10HNO3(极稀)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O 极稀) (
NH4+的鉴定: 的鉴定: 反应方程式: 反应方程式:NH4+ + OH- → NH3 + H2O 实验现象:pH 试纸变蓝。 实验现象: 试纸变蓝。
实验现象: 实验现象:AgNO3 的试管有黑色固体和棕色气 体生成, 体生成,Cu(NO3)2 的试管有黑色固体和棕色气 的试管产生无色气体, 体生成, 体生成,KNO3 的试管产生无色气体,且气体能 使余烬木条复燃。 使余烬木条复燃。 四、磷酸盐的性质 1、酸碱性 、 正盐 酸式盐 磷酸盐 M 3 IP O 4 M 2 I H P O 4 M IH 2 P O 4 大多数难溶 大多数易溶 溶解性 + + + (除 K , N a , N H 4) N a3P O 4 N a2H P O 4 N aH 2 P O 4 水溶液 PH>7 PH>7 PH <7 酸碱性 水 解 为 主 水 解 >解 离 水 解 <解 离 稳定性 稳定 相对不稳定
2、溶解性: 、溶解性: 3、配位性: P2O74-与Cu2+、Ag+、Zn2+、 、配位性: 、 Hg2+等离子反应,均有沉淀生成,当P2O74-过 等离子反应,均有沉淀生成, 量时,由于金属离子与P 量时,由于金属离子与 2O74-离子形成配离子 而溶解。 而溶解。 Cu2++P2O74-===Cu2P2O7↓ Cu2P2O7+P2O74-===2[CuP2O7]2五、硅酸与硅酸盐: 硅酸与硅酸盐: 1、Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl 、 2、不溶性:大部分硅酸盐难溶于水,且有 、不溶性:大部分硅酸盐难溶于水, 金属离子的特征颜色-----水中花园 金属离子的特征颜色 水中花园
P区元素
P区常见元素化合物的性质
内容提要
I. P区元素概况
II. P区常见金属元素性质介绍
铝、锡、铅、锑、铋
III. P区常见非金属元素性质介绍
氮、磷、氧、硫
I. P区元素概况
P区
P区包括硼族(IIIA)、碳族(IVA)、氮族(VA)、氧族(VIA)、 卤素(VIIA)、稀有气体(VIIIA)共6个族的元素,目前共 有36种元素。元素的价层电子构型通式为ns2np1~6。 因为p亚层上具有3条原子轨道,可容纳6个电子,所 以p区包括6个族。
脱水缩合后形成焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸
b. 磷酸盐
溶解性 水溶液
M3IPO4 M2IHPO4 大多数难溶(除 K+, Na+, NH4+) PH>7 PH>7 水解为主 水解>解离
MIH2PO4 大多数易溶 PH<7 水解<解离
PO3 4 + H2O
2 HPO4 + H2O
HPO2 4 + OH H2PO4 + OH (主)
适量OHH+ 适量OH适量OHH+
Sn(OH)2 (s,白) Pb(OH) 2 (s,白)
过量OH过量OH过量OH-
[Sn(OH) 4 ]2[Pb(OH)3 ][Sn(OH)6 ]2-
HNO3或HAc
α-H 2SnO3 (s,白)
放 置
β-H SnO (s,白) 不溶于酸或碱 2 3 Sn 4HNO (浓) β-H SnO 4NO H O 3 2 3 2 2 Sn
2Pb2+ + 2CO2 3 + H2O
[Pb(OH)]2CO3 + CO2
实验十七 p区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)
实验十七p区非金属元素(二)(氮族、硅、硼)一、教学要求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。
3、掌握硅酸盐,硼酸及硼砂的主要性质。
练习硼砂珠的有关实验操作。
二、实验现象及有关化学反应式(一)铵盐的热分解NH4Cl NH3 + HCl(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O(NH4)2SO4 NH3 + NH4HSO4(二)、亚硝酸和亚硝酸盐1.亚硝酸的生成和分解NaNO2 + H2SO4 === HNO2(淡蓝色) + NaHSO42HNO2 === NO↑ + NO2↑ + H2O2.亚硝酸的氧化性和还原性2NaNO2 + 2KI + 2H2SO4 ====2NO↑ + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O 加入四氯化碳后,其层内呈紫红色5 NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4=== K2SO4 + 2MnSO4 + 5NaNO3 +3H2O紫红色褪去。
亚硝酸既具有氧化性又具有还原性。
(三)、硝酸和硝酸盐1.硝酸的氧化性(1)Zn + 4HNO3 (浓)=== Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O4 Zn + 10HNO3 (稀)=== 4Zn(NO3)2 + 2N2O↑ + 5H2O4 Zn + 10HNO3 (很稀)=== 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O(2)N(浓) H2SO4 + 6NO22OS + 6HNO2.硝酸盐的热分解2NaNO3 2NaNO2 + O22Cu(NO3)2 2PbO + 4NO2 + O22AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2(四)、磷酸盐的性质1.酸碱性(1)用pH试纸测定0.1 mol·L-1 Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液的pH。
(2)分别往三支试管中注入0.5mL1 mol·L-1的Na3PO4,Na2HPO4和NaH2PO4溶液,再各滴加入适量的0.1 mol·L-1 AgNO3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。
无机化学实验
无机化学实验(第三版)实验习题答案P区非金属元素(氮族、硅、硼)1、设计三种区别硝酸钠和亚硝酸钠的方案。
方案一:测定相同浓度的硝酸钠和亚硝酸钠溶液的PH,呈中性的是硝酸钠,呈碱性的是亚硝酸钠。
方案二:取等量的少量亚硝酸钠和硝酸钠的溶液,使它们分别与酸性高锰酸钾溶液反应,使高锰酸钾由紫色褪为无色的是亚硝酸钠,不能使高锰酸钾褪色的是硝酸钠。
方案三:将硝酸钠和亚硝酸钠溶液均酸化,然后分别与碘水反应,能使碘水褪为无色的是硝酸钠,不能使碘水褪色的是亚硝酸钠。
2、用酸溶解磷酸银沉淀,在盐酸、硫酸、硝酸中选用哪一种最合适?为什么?答:应选用硝酸,因为硝酸银是可溶性的,而盐酸和硫酸与磷酸银反应后,又会生成氯化银沉淀和硫酸银沉淀,使得溶解现象不明显。
3、通过实验可以用几种方法将无标签的试剂磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠一一鉴别出来?答:①可以分别测定其PH,呈强碱性的是磷酸钠,成弱碱性的是磷酸氢钠,成酸性的是磷酸二氢钠。
②加热三种固体,其中分解的是磷酸钠,分解后产生无色玻璃状固体的是磷酸氢钠。
加热分解成硬而透明的玻璃状物质的是磷酸二氢钠。
4、为什么装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后水玻璃会变浑浊?反应Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑能否正向进行?说明理由。
答:水玻璃是硅酸盐,长期放置,硅酸盐可与空气中的二氧化碳反应生成原硅酸,而原硅酸的溶解度很小,所以水玻璃会变浑浊。
即Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓。
Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑不能正向进行,因为碳酸的酸性比硅酸的酸性强。
5、现有一瓶白色粉末状固体,它可能是碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、氯化钠、溴化钠、磷酸钠中的任意一种。
试设计鉴别方案。
答:取少量固体制成它的稀溶液,向溶液中加入氯化钡溶液,再加入盐酸,若有白色沉淀生成,加入盐酸后沉淀消失,则固体为碳酸钠;若有白色沉淀生成,加入盐酸后沉淀不消失,则固体为硫酸钠;若无明显现象则继续检验。
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泡溢出,应是HNO2分解产生的NO。
三 HNO3及其盐 1 HNO3的氧化性
①4Zn+10HNO3==4Zn(NO3) 2+NH4NO3+3H2O
Zn+ 4HNO3==Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O 要求学生掌握气室法检验NH4+。有的学生未 检测到NH4+可能是HNO3浓度太大了。 ②S+6HNO3(浓)==H2SO4+6NO2↑+2H2O 以BaCl2检验SO42-。 总结:HNO3与金属的反应,其还原产物中的N 的氧化数降低多少,主要取决与HNO3的浓度, 金属的活泼性和反应的温度。
3 NaB4O7+Cr2O3 ==6NaBO 2·2Cr(BO2)3绿色 Na2B4O7+CoO ==2NaBO2·Co(BO2)2
2AgNO3== 2 Ag↓ + 2 NO2 + O2↑ (Cu, M) 现象:产物为黑色,附着在试管壁上。
四、 磷酸盐的性质 1酸碱性:C=0.1M
物质
Na3PO4 Na2HPO4 NaH2PO4
反应前
pH变化列表
反应后
理论值
Ag3PO4的生成
PO43-+Ag+ HPO42-+Ag+ H2PO4-+Ag+
没有硫酸酸化之前,无现象。滴加3M的硫酸, 立即发生反应。经试做,KI少量时,溶液由无色→ 橙红色(浅黄色、红棕色),并有大量无色气体放 出。KI量大时,溶液由无色→黑色浑浊↓,并有大 量无色气体放出。试管口也看不到红棕色气体,可 能是NO溢出太快,未被氧气氧化。引导学生检验 产物I2(△,或2%淀粉)。 ②5NO2-+2MnO4-+6H+==4NO3-+2Mn2++3H2O
H2SO4+2NaNO2==2HNO2+Na2SO4 最好二者同时冷却5min以上,倾倒时宜慢,有溢出
倾向,溶液显淡蓝色,试管底部有小部分溶液显 淡黄绿色。从冰水中取出会看到气泡较多并迅速 溢出,试管上部有红棕色气体。
2HNO2==NO2↑+NO↑+H2O
2、亚硝酸的氧化性和还原性: ①2 NO2 -+2I-+4H+==2NO+I2+2H2O
硝酸盐的热分解(根据情况略去)
2NaNO3 == 2 NaNO2 + O2 ↑ 碱土金属盐类)
(碱及
现象:加热一会后晶体熔融,有噼啪之响声。
采用二2 法可检测出NO2-
2Cu(NO3)2== 2 CuO + 4 NO2↑ + O2↑ (Mg, Cu]
现象:加热后晶体熔融,生成黑色物质,也许
是CuO经灼烧后活性降低,在HCl中溶解慢。
2溶解性
PO43HPO42H2PO4
加入CaCl2
反应前 PH值
反应前 PH值
加氨水
加HCl
问题:在1中生成的都是Ag3PO4↓,有没有Ag2HPO4存在? 若没有,为什么与CaHPO4不同?是因为Ag3PO4比 Ag2HPO4更难溶更稳定? 3配位性 2Cu2++P2O74-==Cu2P2O7↓ 红色 Cu2P2O7 +P2O74- == 2[CuP2O7]2- 沉淀部分溶解 ,较难溶。 过量的Cu2+的蓝色影响↓颜色的观察。
五 硅酸与硅酸盐 1 H2SiO3水凝胶的生成:SiO32-+2H+==H2SiO3
PH=5.8时,凝胶生成的速度最快。 凝胶的生成涉及两个因素:①硅酸钠的浓度,浓 度越大似效果越好; ②PH值。
2 微溶性硅酸盐的生成: 示例即可 六 硼酸及硼酸的焰色鉴定反应:
1硼酸的性质 H3BO3+H2O ==[B(OH)4]-+H+
HO CH2
H2
-
CO
OH
HO B +
CHOH ==== HOCH
B O + H+ + 2H2O
OH HO CH2
CO H2
2 H3BO3的鉴定反应 H3BO3+3CH3CH2OH==B(OCH2CH3)
3+3H2O 现象:火焰有美丽的绿色。乙醇多时有黄色,晶体
的外围呈现黑色,可能是酯燃烧不完全生成的C,也可 能是乙醇脱水所致 。 七 硼砂珠试验
NH3 +H2SO4 3(NH4)2Cr2O7 ==Cr2O3+N2↑+4H2O 铵盐热分解的实质是质子的转移,阴离子碱性越强,
该铵盐对热越不稳定。分解产物和阴离子对应的酸 的氧化性、挥发性有关,也和温度T有关。
在3中,分解剧烈,易取少量药品。残留物为膨 松状物,大多为暗后者难溶,可能与固体受 热反应不均匀所致。 亚硝酸和亚硝酸盐 1、亚硝酸的生成和分解:
实验十四、P区非金属元素(二) (氮族、硅、硼)
[实验目的]
1、 试验掌握不同氧化态N的化合物的主要性质。 2、 试验磷酸盐的酸碱性和溶解性。 3、 掌握硅酸盐、硼酸及硼砂的主要性质。
[实验内容]
铵盐的热分解
1 NH4Cl ==NH3 + HCl 色)
(PH试纸由蓝→黄→红
2 (NH4) 2SO4 == NH3↑ + (NH4)HSO4 ↓