Question

6．世上的物質(zhì)往往由不同的元素組成，它們對(duì)人類的作用卻有“功與過”之分．
I．經(jīng)分析確定車輛氣囊中粉末含有Na、Fe、N、O四種元素，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞瞬間，安全裝置通電點(diǎn)火，使其中的粉末分解釋放出大量保護(hù)氣形成安全氣囊．試回答：
（1）氧原子的結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）氣囊粉末中能釋放出保護(hù)氣的化合物由兩種短周期元素組成，且2mol 該物質(zhì)分解可產(chǎn)生3mol非金屬單質(zhì)和2mol 金屬單質(zhì)．該化合物的化學(xué)式為NaN₃．
II．經(jīng)分析確定工業(yè)廢水中的N、P元素是造成水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素．某農(nóng)藥廠排放的廢水中常含有較多的NH₄⁺和PO₄^3-，一般可以通過兩種方法將其除去．
（3）方法一：將Ca（OH）₂或CaO 投加到待處理的廢水中，生成磷酸鈣，從而進(jìn)行回收．當(dāng)處理后的廢水中c（Ca²⁺）=2×10^-7 mol•L^-1時(shí)，溶液中c（PO₄^3-）=5×10^-7mol/Lmol•L^-1．（已知K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2×10^-33）
（4）方法二：在廢水中加入鎂礦工業(yè)廢水，就可以生成高品位的磷礦石-鳥糞石（MgNH₄PO₄），反應(yīng)的方程式為Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-=MgNH₄PO₄↓．該方法中需要控制污水的pH，若pH高于11，鳥糞石的產(chǎn)量會(huì)大大降低．其原因可能為當(dāng)pH高于11時(shí)，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會(huì)與OH^-反應(yīng)生成弱電解質(zhì)Mg（OH）₂、NH₃•H₂O，從而減少鳥糞石的產(chǎn)量．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）氧原子核外有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6；
（2）2mol 該物質(zhì)分解可產(chǎn)生3mol非金屬單質(zhì)和2mol 金屬單質(zhì)，1mol化合物含有3mol非金屬、1mol金屬，應(yīng)為NaN₃；
Ⅱ．（3）利用沉淀溶解平衡常數(shù)，計(jì)算；
（4）若pH高于11，鳥糞石的產(chǎn)量會(huì)大大降低，可能是溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會(huì)與OH^-反應(yīng)．

解答 解：（1）氧原子核外有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）2mol 該物質(zhì)分解可產(chǎn)生3mol非金屬單質(zhì)和2mol 金屬單質(zhì)，1mol化合物含有3mol非金屬、1mol金屬，應(yīng)為NaN₃，故答案為：NaN₃；
（3）K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2×10^-33，（2×10^-7）³×c²（PO₄^3-）=2×10^-33，c（PO₄^3-）=5×10^-7 mol/L，故答案為：5×10^-7 mol/L；
（4）若pH高于10.7，鳥糞石的產(chǎn)量會(huì)大大降低，可能是溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會(huì)與OH^-反應(yīng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，同時(shí)除去廢水中的氮，用了鎂礦工業(yè)廢水，
故答案為：當(dāng)pH高于11時(shí)，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會(huì)與OH^-反應(yīng)生成弱電解質(zhì)Mg（OH）₂、NH₃•H₂O，從而減少鳥糞石的產(chǎn)量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查考查較為綜合，涉及元素化合物、難容電解質(zhì)的溶解平衡等，側(cè)重于化學(xué)與生活、生產(chǎn)的考查，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力．