硝酸根的化合价
在化学反应中,元素的化合价可以帮助预测反应的进行方式和产物的生成。化合价是元素的一种重要性质,与原子层结构密切相关。学习化学离不开对化合价的学习,确定元素的化合价是中学生应掌握的一种基本技能。
硝酸根的化合价
NO3-(硝酸根)的化合价是-1价,其中N为最高价+5价。离子结构:N原子以sp2杂化轨道成键、离子中存在3个σ键,离子为平面三角形。
氧化性离子:硝酸根在酸性环境下显强氧化性。
硝酸根强氧化性
例如:硝酸和铜反应
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
硝酸与非金属反应
C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+4HNO3(浓) SO2↑+4NO2↑+2H2O
P+5HNO3(浓) H3PO4+5NO2↑+H2O
3P+5HNO3(稀)+2H2O =3H3PO4+5NO↑
属于原子团的化合价
硝酸根NO3:-1;
氢氧根OH:-1;
氯酸根ClO3:-1;
碳酸氢根HCO3:-1;
高锰酸根MnO4:-1;
硫酸根SO4:-2;
碳酸根CO3:-2;
锰酸根MnO4:-2;
磷酸根PO4:-3;
铵根NH4:+1。
如何快速记忆化合价
1、谐音版记忆
一家请驴脚拿银(一价氢氯钾钠银)
二家羊盖美背心(二价氧钙镁钡锌)
三铝四硅五价磷二三铁、二四碳
一至五价都有氮铜汞二价最常见
正一铜氢钾钠银正二铜镁钙钡锌
三铝四硅四六硫二四五氮三五磷
一五七氯二三铁二四六七锰为正
碳有正四与正二再把负价牢记心
负一溴碘与氟氯负二氧硫三氮磷
2、歌谣版记忆
氢氯钾钠一价银,二价氧钡钙镁锌,
三铝四硅磷五价,二四六硫都齐啦。
谈变价,也不难,二三铁,
二四碳,三二四五氮都有,
二四六七锰来占,铜汞二价最常见。
氟氯溴碘本负一,特殊情况为正七。
3、化合价之歌版
钾钠银氢正一价,氟氯溴碘负一价;
镁钙锌钡正二价,通常氧是负二价;
氮正负三二四五,硫有负二正四六,
二三铁,二四碳,三铝四硅五价磷;
一五七价元素氯,二四六硫锰四七;
铜汞二价最常见,单质化合价为零。
化合价配平方法
1、零价法
无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降值相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例题:试配平Fe3C+HNO3-Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O
分析:复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定其中Fe和C的具体化合价,此时可令组成该物质的各元素化合价均为零价,再根据化合价升降法配平。
Fe3C→Fe(NO3)3和CO2整体升高13价,HNO3→NO2下降13价(除了Fe、C以外,只有N变价)。易得Fe3C+22HNO3=3Fe(NO3)3+13NO2+CO2+11H2O。
2、平均标价法
当同一反应物中的同种元素的原子出现两次且价态不同时,可将它们同等对待,即假定它们的化合价相同,根据化合物中化合价代数和为零的原则予以平均标价,若方程式出现双原子分子时,有关原子个数要扩大2倍。
例题:试配平NH4NO3-HNO3+N2+H2O
分析:NH4NO3中N的平均化合价为+1价,元素化合价升降关系为:
NH4NO3→HNO3:+1→+5升4×1价
NH4NO3→N2:+1→0降1×2价
易得5NH4NO3=2HNO3+4N2+9H2O
3、逆向配平法
若氧化剂(或还原剂)中某元素化合价只有部分改变,配平宜从氧化产物、还原产物开始,即先考虑生成物,逆向配平;自身氧化还原反应方程式,宜从生成物开始配平,即逆向配平。
例题:P+CuSO4+H2O-CU3P+H3PO4+H2SO4
该反应的氧化剂是P、CuSO4,还原剂是P,以反应物作标准求得失电子数比较困难,但是氧化产物只H3PO4、还原产物只CU3P,所以以1molH3PO4和1molCU3P作标准物容易求得失电子数。
4、缺项方程式的配平
如果所给的化学方程式中有反应物或生成物没有写出来,在配平时,如果所空缺的物质不发生电子的得失,仅仅是提供一种发生反应的酸、碱、中性的环境,可先把有化合价升降的元素配平,再确定出所缺的物质,把系数填上即可。
例题:BiO3-+Mn2++-Bi3++MnO4-+H2O
解析:首先根据化合价的升降配平有变价元素的有关物质:
5BiO3-+2Mn2++-5Bi3++2MnO4-+H2O
根据氧原子守恒,可以确定H2O的系数为7,根据质量守恒和电荷守恒规律可以确定反应物所缺的是氢离子H+。