Question

【题目】H、C、N、O、Al、S是常见的六种元素．完成下列填空：
（1）碳元素有12C、13C和14C等同位素．在14C原子中，核外存在对自旋相反的电子．
（2）碳在形成化合物时，其所成化学键以共价键为主，原因是 ．
（3）任选上述元素可组成多种四原子的共价化合物，请写出其中含非极性键的一种化合物的电子式 ．
（4）上述元素可组成盐NH4Al（SO4）2 ． 向10mL1mol/L NH4Al（SO4）2溶液中滴加1mol/L的NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下．
①NH4Al（SO4）2溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序是 ， 请解释阳离子浓度差异的原因 ．
②写出N点反应的离子方程式 ．
③若向10mL1mol/L NH4Al（SO4）2溶液中加入20mL1.2mol/LBa（OH）2溶液，充分反应后，产生沉淀mol．

Answer 1

【答案】
（1）2
（2）C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构
（3） 或H：CC：H
（4）c（SO42﹣）＞c（NH4+）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH﹣）；由于碱性：氨水＞Al（OH）3 ， 故Al3+的水解程度大于NH4+的水解程度，c（NH4+）＞c（Al3+）；NH4++OH﹣=NH3H2O；0.022
【解析】解：（1）C原子核外电子排布为1s22s22p2 ， 轨道式为如图所示： ，则在基态14C原子中，核外存在2对自旋相反的电子，故答案为：2；（2）共价键为原子之间以共用电子对成键，碳原子核外有4个电子，且元素的非金属性较弱，但半径较小，反应中难以失去或得到电子，故答案为：C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构；（3）上述元素可组成多种四原子的共价化合物，其中含非极性键的物质是H2O2和C2H2 ， 电子式分别为 、H：CC：H，故答案为： 或H：CC：H；（4）①NH4Al（SO4）2 ， 溶液中Al3+、NH4+均水解使溶液呈酸性，由于碱性：氨水＞Al（OH）3 ， 所以Al3+比 NH4+水解程度更大，c（NH4+）＞c（Al3+），故离子浓度由大到小的顺序是：c（SO42﹣）＞c（NH4+）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH﹣），故答案为：c（SO42﹣）＞c（NH4+）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH﹣）；由于碱性：氨水＞Al（OH）3 ， 故Al3+的水解程度大于NH4+的水解程度，c（NH4+）＞c（Al3+）； ②N点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH4+与OH﹣反应生成NH3H2O，离子方程式为：NH4++OH﹣=NH3H2O，故答案为：NH4++OH﹣=NH3H2O；③10mL 1molL﹣1 NH4Al（SO4）2溶液中Al3+ 物质的量为0.01mol，NH4+的物质的量为0.01mol，SO42﹣的物质的量为0.02mol，20mL 1.2 molL﹣1Ba（OH）2溶液中Ba2+物质的量为0.024mol，OH﹣为0.048mol，由SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓，可知SO42﹣不足，故可以得到0.02mol BaSO4 ，
Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓
0.01mol 0.03mol 0.01mol
反应剩余OH﹣为0.048mol﹣0.03mol=0.018mol，
NH4++OH﹣=NH3H2O
0.01mol 0.01mol
反应剩余OH﹣为0.018mol﹣0.01mol=0.008mol，
Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O
0.008mol 0.008mol
故得到Al（OH）3沉淀为0.01mol﹣0.008mol=0.002mol
则最终得到固体为0.02mol+0.002mol=0.022mol，故答案为：0.022．
（1）根据同一轨道的2两个电子自选方向相反判断；（2）共价键为原子之间以共用电子对成键，碳的非金属性较弱，但半径较小，反应中难以失去或得到电子；（3）同种元素的原子之间形成非极性键；（4）①溶液中Al3+、NH4+均水解使溶液呈酸性，但Al3+比 NH4+水解程度更大；②N点过程中加入氢氧化钠，沉淀物质的量不变，是NH4+与OH﹣反应生成NH3H2O；③根据n=cV计算n（Al3+ ）、n（NH4+）、n（SO42﹣）、n（Ba2+）、n（OH﹣），根据SO42﹣、Ba2+中不足量的离子的物质的量计算生成BaSO4的物质的量，依次发生：Al3++3OH﹣=Al（OH）3↓、NH4++OH﹣=NH3H2O、Al（OH）3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O，根据方程式计算生成Al（OH）3的物质的量，进而二者计算生成固体总物质的量．