Question

（1）常溫下，將20.0g 14%的NaCl溶液跟30.0g 24%的NaCl溶液混合，得到密度為1.17g/cm³的混合溶液，該混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L．
（2）氫氣是新型清潔能源，鑭（La）和鎳（Ni）的合金可做儲氫材料．圖為該合金的晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，其中心有一個鎳原子，其他鎳原子都在面上，鑭原子都在頂點上．該晶體的化學(xué)式為

 

．
（3）含氮廢水進(jìn)入水體而對環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重，環(huán)境專家認(rèn)為可以用金屬鎂將水體中的NO₃^-還原為N₂，從而消除污染．
①寫出鎂和含氮廢水反應(yīng)的離子方程式

 

；
②上述反應(yīng)中，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L氮氣時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol；③已知金屬鎂可以從海水中提取的MgCl₂通過電解制得的，若要除去含氮元素0.3mol的廢水中的NO₃^-，則至少需要含0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）MgCl₂的海水

 

kg．

Answer 1

考點：晶胞的計算,物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計算,氧化還原反應(yīng)的計算

專題：氧化還原反應(yīng)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）計算混合后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用c=

1000ρω

M

計算混合后的物質(zhì)的量濃度；
（2）結(jié)構(gòu)均攤法計算晶胞中鑭（La）和鎳（Ni）的原子數(shù)目，據(jù)此順序化學(xué)式；
（3）①鎂與硝酸根反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，與氮氣，由電荷守恒可知還生成氫氧根離子，據(jù)此書寫；
②標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L氮氣的物質(zhì)的量為1.5mol，氮元素化合價由+5價降低為0價，據(jù)此計算；
③由2NO₃^-+5Mg+6H₂O=N₂↑+5Mg（OH）₂+2OH^-可知，需要Mg0.3mol×2.5=0.75mol，根據(jù)鎂元素守恒可知，氯化鎂的物質(zhì)的量為0.75mol，計算氯化鎂的質(zhì)量，所以需MgCl₂的海水質(zhì)量為氯化鎂的質(zhì)量除以氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）20.0g 14%的NaCl溶液跟30.0g 24%的NaCl溶液混合，混合后氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

20g×14%+30g×24%

20g+30g

=20%，混合后氯化鈉溶液的密度為1.17g/ml，所以混合后氯化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為

1000×1.17× 20%

58.5

=4.0mol/L，
故答案為：4.0；
（2）由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中鑭（La）原子數(shù)目為8×

1

8

=1，鎳（Ni）的原子數(shù)目為1+8×

1

2

=5，所以該晶體的化學(xué)式為LaNi₅或Ni₅La，
故答案為：LaNi₅或Ni₅La；
（3）①鎂與硝酸根反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，與氮氣，由電荷守恒可知還生成氫氧根離子，鎂和含氮廢水反應(yīng)的離子方程式 為2NO₃^-+5Mg+6H₂O=N₂↑+5Mg（OH）₂+2OH^-，
故答案為：2NO₃^-+5Mg+6H₂O=N₂↑+5Mg（OH）₂+2OH^-；
②標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6L氮氣的物質(zhì)的量為

33.6L

22.4L/mol

=1.5mol，氮元素化合價由+5價降低為0價，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5mol×2×（5-0）=15mol，
故答案為：15；
③已知金屬鎂可以從海水中提取的MgCl₂通過電解制得的，除去含氮元素0.3mol的廢水中的NO₃^-，由2NO₃^-+5Mg+6H₂O=N₂↑+5Mg（OH）₂+2OH^-可知，需要Mg0.3mol×2.5=0.75mol，根據(jù)鎂元素守恒可知，氯化鎂的物質(zhì)的量為0.75mol，所以至少需要含0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）MgCl₂的海水質(zhì)量為

0.75mol×95g/mol

0.5%

=14250g=14.25kg，
故答案為：14.25．

點評：本題考查物質(zhì)的量濃度計算、晶胞計算、化學(xué)用語及根據(jù)方程式計算等，題目綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合考查，注意（3）中①除硝酸根，不可能生成硝酸鎂．