Question

16．離子是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒之一，下表中是中學(xué)常見的離子：

陽離子	K+、Al3+、Ba2+、NH4+
陰離子	Cl-、OH-、SO42-、CO32-

回答下列問題：
（1）Cl^-離子的結(jié)構(gòu)示意圖是．　Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三種離子可組成一種鹽，寫出該鹽的一種用途凈水劑．
（2）將含OH^-離子的溶液 滴入濃度均為0.1 mol/L的Al³⁺和NH₄⁺的混合溶液中，若測(cè)得溶液中NH₄⁺減少了一半，此時(shí)，溶液中不存在（填“存在”或“不存在”）大量的Al³⁺．
（3）物質(zhì)A和B分別由上表中的兩種離子組成，將它們分別溶于水中，A的溶液顯酸性，將A、B兩溶液混合，微熱，既有白色沉淀，又有使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體生成．
則B的陽離子是Ba²⁺，用離子方程式表示A溶液顯酸性的原因NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺．
（4）常溫下，將（NH₄）₂CO₃溶于水，得到含有大量NH₄⁺和CO₃^2-的溶液，往溶液中滴入少量氨水，測(cè)得溶液中N H₄⁺和CO₃^2 -的濃度比為2：1，此時(shí)該溶液的pH＜（ 填“＜”、“=”或“＞”）7．
（5）在微生物作用的條件下，NH₄⁺可被空氣氧化成NO₃^-．寫出該反應(yīng)的離子方程式：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺．
（6）在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定條件下，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中含NH₃ 0.08mol，則ν（H₂）=0.048mol．L^-1．min^-1，此時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率為40%；若繼續(xù)通入0.10mol N₂和0.30molH₂，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”）．

Answer 1

分析 （1）氯離子核外有18個(gè)電子，有3個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、8、8；
Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三種離子可組成一種鹽為明礬，可以用作凈水劑；
（2）由于Al³⁺與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，則OH^-離子先與Al³⁺反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，Al³⁺反應(yīng)完畢，OH^-離子再與NH₄⁺離子反應(yīng)；
（3）物質(zhì)A和B分別由上表中的兩種離子組成，將它們分別溶于水中，將A、B兩溶液混合，微熱，既有使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體生成，該氣體為氨氣，應(yīng)是NH₄⁺與OH^-反應(yīng)，且有白色沉淀生成、A的溶液顯酸性，則A中含有弱堿根離子NH₄⁺，B中含有OH^-，A為（NH₄）₂SO₄、B為Ba（OH）₂；
（4）根據(jù)電荷守恒可知：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-），由于c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-），則c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
（5）NH₄⁺可被空氣氧化成NO₃^-，反應(yīng)物為銨根離子和氧氣，生成物硝酸根離子，根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)產(chǎn)物中還有水和氫離子；
（6）在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定條件下，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中含NH₃ 0.08mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃ （g）
起始量（mol）：0.1    0.3     0
變化量（mol）：0.04   0.12    0.08
平衡量（mol）：0.06   0.18    0.08
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算ν（H₂），轉(zhuǎn)化率=$\frac{物質(zhì)的量變化量}{起始物質(zhì)的量}$×100%；
若繼續(xù)通入0.10mol N₂和0.30molH₂，反應(yīng)物濃度增大，平衡正向移動(dòng)．

解答 解：（1）氯離子核外有18個(gè)電子，有3個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、8、8，離子結(jié)構(gòu)示意圖為：；
Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三種離子可組成一種鹽為明礬，可以用作凈水劑，
故答案為：；凈水劑；
（2）由于Al³⁺與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，則OH^-離子先與Al³⁺反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，Al³⁺反應(yīng)完畢，OH^-離子再與NH₄⁺離子反應(yīng)，所以溶液中NH₄⁺減少了一半，則鋁離子一定不會(huì)大量存在，
故答案為：不存在；
（3）物質(zhì)A和B分別由上表中的兩種離子組成，將它們分別溶于水中，將A、B兩溶液混合，微熱，既有使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體生成，該氣體為氨氣，應(yīng)是NH₄⁺與OH^-反應(yīng)，且有白色沉淀生成、A的溶液顯酸性，則A中含有弱堿根離子NH₄⁺，B中含有OH^-，A為（NH₄）₂SO₄、B為Ba（OH）₂，則B的陽離子是Ba²⁺，用離子方程式表示A溶液顯酸性的原因：NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺，
故答案為：Ba²⁺；NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺；
（4）根據(jù)電荷守恒可知：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-），由于c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-），則c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-），所以溶液中c（H⁺）＞c（OH^-），所以溶液顯示酸性，
故答案為：＜；
（5）在微生物作用的條件下，NH₄⁺可被空氣氧化成NO₃^-，反應(yīng)中N化合價(jià)升高被氧化，空氣中的氧氣化合價(jià)降低被還原，根據(jù)電荷守恒、質(zhì)量守恒定律可以判斷，反應(yīng)產(chǎn)物為水和氫離子，所以反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺，
故答案為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺；
（6）在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定條件下，半分鐘后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中含NH₃ 0.08mol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃ （g）
起始量（mol）：0.1   0.3     0
變化量（mol）：0.04  0.12    0.08
平衡量（mol）：0.06  0.18   0.08
ν（H₂）=$\frac{\frac{0.12mol}{5L}}{0.5min}$=0.048mol/（L．min），氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=$\frac{0.04mol}{0.1mol}$×100%=40%；
若繼續(xù)通入0.10mol N₂和0.30molH₂，反應(yīng)物濃度增大，平衡正向移動(dòng)，
故答案為：0.048；40%；向正反應(yīng)方向．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、鹽的水解原理及其應(yīng)用、未知物的推斷、常用化學(xué)用語等知識(shí)，題目難度中等，試題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，注意掌握常見離子的檢驗(yàn)方法，難度中等．