Question

9．氮及其化合物在生活、生產(chǎn)和科技等方面有重要的應(yīng)用．
（1）寫出氮原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一，利用ClO₂和Na₂SO₃溶液處理氮氧化物的反應(yīng)過程如下：
NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO₂$→_{反應(yīng)Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}溶液}$N₂
反應(yīng)Ⅱ的離子方程式是2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-；
（3）羥胺（NH₂OH）可看成是氨分子內(nèi)的1個氫原子被羥基取代后的產(chǎn)物，常用作還原劑，其水溶液顯弱堿性．
①NH₂OH的水溶液呈弱堿性的原理與NH₃相似，NH₂OH的水溶液中主要離子有NH₃OH⁺、OH^-（填離子符號）．
②某離子化合物的組成元素與NH₂OH相同，其水溶液顯酸性．該物質(zhì)是NH₄NO₃（填化學(xué)式），其溶液中離子濃度由大到小的順序為c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（4）氨水在工業(yè)上用作沉淀劑．已知25℃時，Ksp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-38，Ksp[Al（OH）₃]=1.0×10^-32，向一定濃度的AlCl₃和FeCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水．當(dāng)溶液中Fe3+和Al3+沉淀完全[c（Fe³⁺）、C（Al³⁺）均小于1.0×10^-5mol•L^-1]時，調(diào)節(jié)溶液的pH應(yīng)略大于3．

Answer 1

分析 （1）氮原子的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為7，核外有2個電子層，第一層上有2個電子，第二層上有5個電子；
（2）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被還原成氮氣；
（3）①NH₂OH的水溶液呈弱堿性的原理與NH₃相似，根據(jù)氨水溶液中的一水合氨電離的方法判斷；
②某離子化合物的組成元素與NH₂OH相同，其水溶液顯酸性，則該化合物為NH₄NO₃，該鹽為強酸弱堿鹽水解呈酸性，據(jù)此分析各離子濃度；
（4）根據(jù)Fe（OH）₃、Al（OH）₃的溶度積常數(shù)，分別計算當(dāng)Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀時，求出溶液中c（OH^-），再求出c（H⁺），以此計算出溶液應(yīng)調(diào)節(jié)的pH．

解答 解：（1）氮原子的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為7，用圓圈內(nèi)的數(shù)字表示核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，+號表示原子核帶正電；弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層上的電子數(shù)，所以其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，
故答案為：；
（2）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被還原成氮氣，方程式為2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄，離子方程式為：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-，
故答案為：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-；
（3）①NH₂OH的水溶液呈弱堿性的原理與NH₃相似，NH₂OH的水溶液存在平衡NH₂OH•H₂O?NH₃OH⁺+OH^-，所以溶液中存在的主要離子有NH₃OH⁺、OH^-，
故答案為：NH₃OH⁺、OH^-；
②某離子化合物的組成元素與NH₂OH相同，其水溶液顯酸性，則該化合物為NH₄NO₃，為強酸弱堿鹽，發(fā)生水解反應(yīng)：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，溶液中各種離子的濃度由大到小的順序是c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：NH₄NO₃；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）當(dāng)Fe³⁺完全沉淀時，c（Fe³⁺）=1.0×10^-5，c（Fe³⁺）•（OH^-）³=1.0×10^-38，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1.0×1{0}^{-38}}{1.0×1{0}^{-5}}}$=1×10^-11mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，PH=3，當(dāng)Al³⁺完全沉淀時，c（Al³⁺）=1.0×10^-5，c（Al³⁺）•（OH^-）³=1.0×10^-32，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1.0×1{0}^{-32}}{1.0×1{0}^{-5}}}$=1×10^-9mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$=10^-5mol/L，PH=5，
所以調(diào)節(jié)溶液的pH應(yīng)略大于3，
故答案為：3．

點評 本題考查較綜合，涉及原子結(jié)構(gòu)示意圖、離子方程式書寫、離子濃度大小比較、溶度積的計算等，注重高頻考點的考查，綜合性較強，題目難度中等．