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第十四章p区元素（二）[教学要求]（1）掌握氮和磷的单质及其氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用。
（2）了解砷的重要化合物的性质和应用。
（3）了解氧化物的分类。
（4）掌握氧、臭氧、过氧化氢的结构、性质和用途。
（5）掌握硫的成键特征及多种氧化态所形成的含氧酸的结构、性质、制备和用途，以及它们之间的相互转化关系[教学重点]（1）氮、磷单质的结构和性质。
（2）氮和磷的氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用。
（3）As(III) 的氧化还原性（4）臭氧、过氧化氢的结构、性质。
（5）硫的同素异形体，硫化物、多硫化物、氧化物、硫的含氧酸的结构和性质。
[教学难点]（1）磷的不同含氧酸及其盐的结构和性质。
（2）硫的不同氧化物、含氧酸的结构和性质。
[教学时数] 6学时[主要内容]（1）氮、磷、砷的基本性质。
（2）氮气、氮的氢化物及其衍生物、氮的氧化物、含氧酸及其盐。
（3）磷的氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐。
（4）砷的氢化物及含氧酸的性质。
（5）氧族元素的通性。
（6）氧气、氧化物、臭氧、过氧化氢的性质。
（7）硫的同素异形体，硫化物、多硫化物、硫的含氧化物的性质。
[教学内容]§14.1 氮族元素14.1.1 氮族元素概述氮族(V A)：N，P，As，Sb，Bi价电子构型：n s 2n p3N与同族其他元素性质的差异：1. N-N单键键能反常地比P-P单键小。
2. N=N和N≡N的键能又比其他元素的大。
3. N的最大配位数为4，而P、As可达到5或6。
4. N有形成氢键的倾向，但氢键强度要比O和F的弱。
主要性质:14.1.2 氮族元素的单质一、单质氮1. 制备工业上生产氮一般是由分馏液态空气在15.2MPa (150atm) 压力下（液氮）装入钢瓶备用。
实验室里制备少量氮气常用方法：加热饱和的亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液：NH4Cl+NaNO2===NH4NO2+NaClNH4NO2===N2↑+2H2O产物中有少量NH3、NO、O2和H2O等杂质，可设法除去。
无机化学 p区元素p区元素是周期表中第13至18列元素，也被称为主族元素或气族元素。
它们的化学性质在同一周期内呈现出明显的变化，但在同一族内则有着相似的性质。
本文将从p区元素的发现、物理性质、化学性质和应用方面进行介绍。
一、发现历史p区元素包括第13至18列的元素，是一组很有特殊性质的元素。
人们在测定原子量和密度时陆续发现了这些元素。
在18世纪前，人们对许多p区元素的存在还没有足够的证据。
因此，这些元素也成为了化学家们探索的一个难题。
1830年代， Jons Berzelius 以三个十二面体化合物来系统地描述元素。
这些化合物即由氧、碳、氮、硫和磷的元素统一构成的，在此基础上，他将元素分成了四个区，包括酸基金属、上碲族、下碲族和稀有元素。
但当时的化学学家认为，有更多的元素应该属于上述因素中的某一组，于是 stas 和sebaste 花了 20 年时间，最终找到了人类认识的所有元素。
这一时期p区元素的最后发现是在1898年，由法国科学家Pierre Curie 发现的钋和镭。
二、物理性质1、电子配置p区元素的电子构型为 ns2np1-6(除氦He外，另有例外，即不是ns2np5，如氧O)。
其中，ns和np是主量子数。
p区元素的外层电子结构十分稳定，p区元素代表元素外层电子的数目是非常有限的，它们在化学之间的交互作用直接影响每个元素的化学适用性。
p区元素的数量相对比较少，但却具有十分丰富的化学反应性。
2、原子尺寸和电负性p区元素原子尺寸相比于同周期的s区或d区元素会比较小，但相比于前一个周期，p区元素的原子尺寸又会更加大一些。
这些原子尺寸的变化和电负性的变化有关。
氧、氮、碳等元素的电子云很大程度上影响着元素化学性质的表现。
一般来说，p区元素的电负性很高，因为它们具有较高的电子亲和能力和较高的电负性。
氨等化合物是p区元素高电负性的体现。
三、化学性质p区元素对于化学反应性的调节十分显著，同一页上的元素之间往往会显示出相似的化学性质。
《无机化学实验》教学大纲（本科）一、课程目标无机化学实验是师范本科学院化学专业学生必修的基础课程。
通过教学，应使学生：1、熟悉无机化学实验的基本知识，掌握无机化学基本操作技能（见后）；2、掌握常见元素的单质和化合物的性质、制备和分离提纯方法，学会某些常数的测定方法；3、培养学生正确观察、记录、分析总结、归纳实验现象，合理处理数据，绘制仪器装置图和撰写实验报告，查阅手册，设计和改进简单实验以及处理实验室一般事故等的能力。
4、培养学生辩证唯物主义世界观，实事求是的科学态度和严谨的作风，使学生的知识、能力、素质得到全面提高，为后续实验课程打好基础，为学生终身发展奠基。
二、教材、参考书教材：《无机化学实验》（第三版）北京师范大学化学系无机化学教研室编，高等教育出版社，1999年。
参考书：1、《化学实验规范》北京师范大学1985年。
2、《实验无机化学》王致勇，连祥珍编著，清华大学出版社，1987 年。
3、《实验无机化学》沈君朴主编，天津大学出版社，1992年。
4、《无机化学实验》（第二版），中山大学等校，高等教育出版社5、《重要无机化学反应》（第二版），陈寿椿，上海科技技术出版社，1982年。
三、教学时数及分配本课程共108学时，可如下分配综合设计实验8个24学时考试6学时其中：基本操作实验10个29.5 %基本理论方面实验8个23.5%无机制备及性质实验8个23.5%综合设计实验8个23.5%四、大纲内容实验一仪器的认领和洗涤、安全教育1、明确无机化学实验的目的和要求。
2、认领无机化学实验常用仪器，熟悉其名称、规格，了解使用注意事项。
3、练习常用仪器的洗涤和干燥方法。
4、了解实验室的规章制度、安全操作和常见事故的处理方法。
实验二灯的使用和玻璃管的简单加工1、了解酒精喷灯的构造和原理，掌握正确的使用方法，了解正常火焰各部分的温度。
2、初步练习玻璃管、棒的截、拉、弯曲、拉制、熔烧等操作。
实验三台秤和分析天平的使用1、了解台秤和分析天平的基本结构，学习正确的称量方法。
p区元素（二）习题总结（小编整理）第一篇：p区元素(二)习题总结第14章 P区元素（二）习题目录一判断题氧族元素中，只有氧在自然界可以单质状态存在。
（）2在所有含氧的化合物中，氧的氧化值都是负的。
（）氧族元素氢化物还原性强弱的次序为H2O氧族元素氢化物酸性强弱的次序为H2OH2O2分子间可以形成氢键。
（）氧族元素氢化物的沸点高低次序为H2O>H2S>H2Se>H3Te。
（）8 O3是反磁性的极性分子。
（）9硫的含氧酸及其盐都是不稳定的，极易分解。
（）10 浓硫酸不能用于干燥氨气。
（）11 可用浓硫酸干燥CO2气体。
（）H2S在空气中燃烧的产物只能是SO2和H2O。
（）13可用FeS与HNO3反应制取H2S。
（）SO2是大气的主要污染源之一，酸雨主要是由SO2形成的。
（）浓硫酸虽有强氧化性，但仍可用铁罐运输。
（）16浓硫酸属于高沸点酸。
（）将H2S通入MnSO4溶液中，可得到MnS沉淀。
（）H2S溶液放置一段时间变混浊，是因为H2S被空气氧化生成S沉淀。
（）用Na2S溶液与含Cr3+的溶液反应，得不到Cr2S3，若想制得Cr2S3必须采用干法。
106用Na2S溶液与含Al3+的溶液反应，可得到Al2S3。
（）20硫代硫酸钠的俗名是大苏打。
（）21 海波的化学式为Na2S2O3·5H2O。
（）在照像行业中Na2S2O3作为定影剂使用是基于它具有还原性。
（）23在酸性溶液中，KMnO4只能将H2S氧化为单质硫。
（）24氢氟酸能腐蚀玻璃，故需要用塑料瓶保存。
（）在氢卤酸中，由于氟的非金属性强，所以氢氟酸的酸性最强。
（）26 所有卤素元素都有正的氧化值。
（）在卤素与氧的化合物中，每种卤素都有多种正氧化值。
（）28 卤化氢沸点高低的次序为HFHCl>HBr.>HI。
（）30 卤化氢还原性强弱的次序为HF卤化氢酸性强弱的次序为HCl>HBr.>HI>HF。
《无机化学实验》课程教学大纲课程名称：无机化学实验课程代码：英文名称：Inorganic Chemistry Experiments课程总学时：82学分：3课程类别：专业必修课适用专业：化学（师范，现代分析测试技术）一、课程简介：无机化学实验是化学（师范类）本科专业第一门必修实验课，通过实验使学生加深对无机化学基本概念的认识和理解，掌握常见元素的重要单质和化合物的典型性质，熟悉实验室中某些无机物质的一般制备方法和某些常数的测定方法。
通过实验使学生学会常规的基本的操作技能、实验技术、培养分析问题解决问题的能力，养成严谨的实事求是的科学态度，树立勇于开拓的创新意识，通过实验培养学生独立工作独立思考的能力，培养细致地观察和记录现象，会归纳综合，正确地处理数据，和分析实验，用语言表达实验结果的能力。
二、课程内容与基本要求：本课程的基本要求：1、通过本课程的学习，加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握，掌握无机化学实验的基本操作技术，近一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应，掌握一般无机化合物的制备和分离，并能初步学会设计实验。
2．必须掌握的基本操作有：玻璃仪器的洗涤；试剂的取用；试管反应操作；沉淀的分离和洗涤；离心机的使用；试纸的选择和使用，常压、减压过滤操作；蒸发浓缩；结晶和干燥；滴定等操作。
初步学会干燥箱、pH计、电导仪、分光光度计等仪器的正确使用。
3．培养严谨求实的科学态度，养成细致的观察和正确记录实验现象的习惯，达到正确归纳综合处理数据和分析实验结果的能力和作图方法。
4．培养科学思维方法和训练科研能力，养成实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风和良好的实验习惯，初步具备独立思考和进行实验的能力。
本课程总学时：82，具体分配如下：注：每学年根据具体情况，从上述实验中选择82学时。
教学内容与要求实验一仪器的认领和洗涤实验目的：1、明确无机化学实验的目的和要求，了解无机实验室的一般知识。
熟悉无机实验室规划和安全守则。
. . 页脚. 实验名称：P区非金属元素（一）（卤素，氧，硫） 实验目的： 温度： 气压： 一、实验目的 1. 试验并掌握bu用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、基本操作 1. 试管操作 1) 普通试管可以直接加热 装溶液时不超过试管容量的1/2，加热时不超过试管的1/3，加热时必须用试管夹夹，夹在接近试管口部位。加热时先使试管均匀受热，然后在试管底部加热，并不断移动试管。这时应将试管倾斜约45度，管口不要对着有人的方向。 2) 主要用途 ① 盛取液体或固体 ② 加热少量液体或固体 ③ 制取少量气体反应器 ④ 收集少量气体用 ⑤ 溶解少量气体，液体或固体等溶质 3) 使用注意事项 ① 盛取液体时容积不超过其容积的1/3 ② 加热使用试管夹，试管口不能对着人，加热盛有固体的试管时，试管口稍. . 页脚. 向下倾斜45度 ③ 受热要均匀，以免暴沸或试管炸裂 ④ 加热后不能骤冷，防止破裂 ⑤ 加热时要预热，防止试管骤热而爆裂 ⑥ 加热时要保持试管外壁没有水珠，防止受热不均匀而爆裂 ⑦ 加热后不能在试管未冷却至室温时就洗涤试管 2. 硼砂珠实验（详见实验容） 三、实验容 1. 铵盐的热分解（思考：为何试管可以垂直固定加热呢？） 操作 现象 反应式 硬质试管中加入物质，将其垂直固定加热，用湿润的pH试纸横放试管口，观察 +氯化铵 pH试纸先变蓝再变红，试管壁有白色附着物生成 NH4Cl==NH3+HCl
+硫酸铵 pH试纸变蓝 (NH4)2SO4==NH3+NH4HSO4 +重铬酸氨 pH试纸变蓝，有绿色固体生成 (NH4)2Cr7O4==Cr2O3+N2+4H2O 总结：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，生成NH3
和酸残留在容器；如果生成的酸具有氧化性，则NH3被氧化为N2O，N2O不稳定分解为N2和O2。
2. 硝酸盐和亚硝酸盐
1) 亚硝酸的生成和分解 操作 现象 反应式 将都经冰水冷却过的H2SO4+饱和NaNO2，观察 试管中的溶液由无色变为蓝色 NaNO2+H2SO4==HNO2+NaHSO4
4HNO2==4NO+4H2O+O2
从冰水取出，放置片刻，观察 试管口有红棕色气体产生，溶液颜色褪去 2NO+O2==2NO2
4HNO2==N2O3+4H2O==NO+NO2+H2O
2) 亚硝酸的氧化性和还原性 操作 现象 反应式 KI+H2SO4+NaNO2，观察现象 有大量气体产生，溶液颜色变为紫色 2NO2-+2I-+4H+==I2+2NO+2H2O
KMnO4+H2SO4+NaNO2，观察颜色 溶液迅速褪色变为无色 2MnO4-+5NO2-+6H+==2Mn2++5NO3-+3H2O 总结：HNO2中的N为+3价中间价，因此HNO2既可作氧化剂又可作还原剂，作氧化剂会因还原. . 页脚. 剂的不同，从而其产物也不同。 3. 硝酸和硝酸盐
1) 硝酸的氧化性（这个方法是检验NH4+离子的一个重要方法，后面还会介绍到一种试剂：乃斯勒试剂----[HgI4]2-和OH-，若有NH4+离子，会出现红棕色沉淀） 气室法检验NH4+：向装有溶液的表面皿中加入一滴40%浓碱，迅速将贴有试纸的表面皿倒扣其上，并且放在热水浴上加热。观察红色石蕊试纸是否变为蓝色。 操作 现象 解释或反应式 A Zn+HNO3(浓) 反应迅速，有红棕色气体生成 Zn+HNO3(浓)==Zn(NO3)2+2NO2+2H2O
B Zn+HNO3(稀)0.5mol/L 反应较为缓慢，现象不明显 Zn+HNO3(稀)==Zn(NO3)2+2NO2+2H2O
气室法检验NH4+实验B 红色石蕊试纸变蓝 有NH4+产生 硫粉+浓，水浴加热，观察是否有气体产生，冷却，检查反应产物 试管上部出现红棕色物质，有气体产生 S+HNO3(浓)==H2SO3+2NO 2NO+O2==2NO2
2) 硝酸盐的热分解 操作 现象 解释后反应式 对固体物质进行热分解，观察反应情况和产物的颜色，并检验 Na2NO3 有无色气体产生 Na2NO3==NaNO2+O2 Cu(NO3)2 蓝色固体变为黑色，并有红棕色气体放出 2Cu(NO3)2==2CuO+4NO2+O2
AgNO3 白色固态变为银白色，并有红棕色气体放出 2AgNO2==2Ag+2NO2+O2 总结：硝酸盐易受热分解，其产物取决于盐中的阴离子。碱金属，碱土金属的硝酸盐分解放出O2，生成亚硝酸盐；镁至铜硝酸盐分解，生成金属氧化物放出O2，NO2，；铜以后的金属硝酸盐分解生成金属单质和O2，NO2。
4. 磷酸盐的性质
1) 酸碱性 操作 现象 解释或反应式 用pH试纸测定溶液的pH Na3PO4 pH=9 水解为主 Na2HPO4 pH=8 水解＞电离 NaH2PO4 pH=4 水解＜电离 各自滴加适量AgNO3，观察是否有沉淀，pH的变化 Na3PO4 有黄色沉淀生成，pH值减小 3Ag++PO43-==Ag3PO4 Na2HPO4 有黄色沉淀生成，pH值减小 3Ag++HPO42-==Ag3PO4+H- NaH2PO4 有黄色沉淀生成，pH值减小 3Ag++H2PO4-==Ag3PO4+2H- 总结：三种盐均可溶于水，前三者水解呈碱性，后者由于电离大于水解，因此呈弱酸性。 . . 页脚. 2) 溶解性 操作 现象 解释或反应式 Na3PO4 加入CaCl2，测定pH 有白色沉淀生成 Ca2++PO43-==Ca(PO4)2 pH>7 滴加氨水 沉淀接着生成 加氨水，促进HPO42-和H2PO4-电离 滴加盐酸 沉淀溶解 加盐酸，促进水解 Na2HPO4 加入CaCl2，测定pH 有白色沉淀生成 Ca2++HPO42-==CaHPO4 pH>7 滴加氨水 沉淀接着生成 加氨水，促进HPO42-和H2PO4-电离 滴加盐酸 沉淀溶解 加盐酸，促进水解 NaH2PO4 加入CaCl2，测定pH 无明显现象 不反应 pH<7 滴加氨水 有白色沉淀生成 加氨水，促进HPO42-和H2PO4-电离 滴加盐酸 沉淀溶解 加盐酸，促进水解 总结：磷酸盐中，磷酸二氢盐均溶于水，正盐和一氢盐中除了钾盐，钠盐及铵盐外，均不溶于水。
3) 配位性 操作 现象 解释或反应式 硫酸铜+焦磷酸钠，观察 生成白色沉淀 Cu2++P2O74-==Cu2P2O7 继续滴加焦磷酸钠，观察 沉淀溶解，溶液变为蓝色 Cu2P2O7+P2O74-==[Cu(P2O7)]2-
5. 硅酸和硅酸盐 1) 硅酸水凝胶的生成 操作 现象 解释或反应式 硅酸钠+盐酸，观察产物的颜色及状态 有白色凝胶生成 Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3
2) 微溶性硅酸盐的生成（通过这个实验原理可让我们看到“水中花园”的现象） 操作 现象 解释或反应式 在烧杯中加入硅酸钠溶液，把固体物质投入杯中，放置一段时间，观察有何现象发生 氧化钙 出现白色微溶物 Mn++Na2SiO3==M2(SiO3)n+2Na+ 硝酸钴 出现紫色微溶物 硫酸铜 出现蓝色微溶物 硫酸镍 出现翠绿色微溶物 硫酸锌 出现白色微溶物 硫酸锰 出现肉红色微溶物 硫酸亚铁 出现浅绿色微溶物 三氯化铁 出现棕褐色微溶物 总结：硅酸盐除碱金属以外，其他金属的硅酸盐都不溶于水，并且具有半透性。 . . 页脚. 6. 硼酸及硼酸的焰色鉴定反应 1) 硼酸的性质（缺电子原子是指某原子的价电子数目少于价电子轨道数） 操作 现象 解释或反应式 饱和硼酸溶液，测定pH pH=5 呈酸性 硼酸是一元弱酸 向其加入甘油，再测pH pH=5 pH减小，酸性增强 硼原子为缺电子原子 实验说明硼酸的性质：它为一元弱酸，呈酸性是因为硼原子为缺电子原子，加合来自水分子的氢氧根而释出氢离子，加入多羟基化合物，可使硼酸的酸性大为增强。
2) 硼酸的鉴定反应 操作 现象 解释或反应式 少量硼酸晶体+乙醇+浓硫酸，混合点燃，观察 火焰呈特殊的绿色 H3BO3+CH3CH2OH==BOCH2CH3+H2O
总结：硼酸与醇在浓硫酸作用下，生成硼酸酯。燃烧放出特殊绿色火焰，该火焰用于硼酸或硼酸根的鉴别。
7. 硼砂珠试验
1) 硼砂珠的制备 用盐酸清洗铂丝，然后将其置于氧化焰中灼烧片刻取出，再侵入酸中，如此反复，直至铂丝在氧化焰中灼烧不再产生例子特征的颜色，表示已经洗干净。 操作 现象 解释或反应式 在其上蘸硼砂固体，在氧化焰中灼烧并融成圆球，观察硼砂珠的颜色及状态 硼砂为亮白色球状 属于物理性质
2) 用硼酸珠鉴定钴盐和铬盐 操作 现象 解释或反应式 烧热的硼砂珠+硝酸钴 硼砂珠呈蓝色 Na2B4O7+Co(NO3)2==CoB4O7+2NaNO3 烧热的硼砂珠+三氯化铬 硼砂珠呈蓝绿色 3Na2B4O7+2CrCl3==Cr2(B4O7)3+6NaCl
四、实验习题
实验习题见下一篇文档《实验十八：实验习题》
