Question

14．有H、O、N、Na四种元素：
（1）从上述四种元素中选择适当的元素，组成符合下列要求的物质，按要求填空．
①可用作清洁无污染的燃料的单质是（写化学式）H₂；
②由两种元素组成的既有离子键又有非极性共价键物质的电子式是；由两种元素组成的既有极性键又有非极性共价键物质的结构式是（写一种）H-O-O-H；
③常用的一种氮肥，用离子方程式解释其水溶液呈酸性的原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．
（2）从上术四种元素中选择三种元素，组成符合下列要求的强电解质A、B，A的水溶液呈碱性，B的水溶液呈酸性，请找出A、B可能的两种组合．（要求：相同浓度时，A₁溶液中水的电离程度小于A₂溶液中水的电离程度；相同浓度时，B₁溶液中水的电离程度小于B₂溶液中水的电离程度．）
①写出化学式（填其中三种）：A₁NaOH，A₂NaNO₂，B₁HNO₃，B₂NH₄NO₃；
②相同温度下，当A₁、B₁的物质的量浓度相等时，两溶液中水电离出的氢离子的物质的量浓度之比为1：1；
③B₁溶液中水的电离程度小于B₂溶液中水的电离程度的原因是硝酸电离出的H⁺ 抑制了水的电离，NH₄⁺结合水电离出的OH^-，促进水的电离．
（3）由于Fe（OH）₂极易被氧化，所以采用教材演示实验难使制得的白色Fe（OH）₂沉淀保持较长时间观察．某化学小组设计如图所示实验装置制取纯净的Fe（OH）₂沉淀，两极材料分别为石墨和铁．
①a电极材料为铁，其电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺；
②电解液d可以是上述中三种元素组成的NaOH（或NaNO₃）溶液（写一种），则白色沉淀在电极（或两极之间）生成；
③液体c为苯，其作用是隔绝空气，防止Fe（OH）₂被氧气氧化，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理；
④为了在较短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是（写一条）适当增大电源的电压、或适当缩小两极的距离．

Answer 1

分析 （1）①用作清洁无污染的燃料，燃烧产物无污染；
②一般金属元素与非金属元素形成离子键，同种非金属元素之间形成非极性键，不同种非金属元素之间形成极性共价键；
③硝酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解使硝酸铵溶液显酸性；
（2）根据给出的元素：H、N、O、Na，其中由三种元素组成的强电解质，中学常见物质有：强碱（NaOH）、强酸（HNO₃）；盐：NaNO₃、NaNO₂、NH₄NO₃、NH₄NO₂等，A的水溶液呈碱性，B的水溶液呈酸性，a、相同浓度时，A₁溶液中水的电离程度小于A₂溶液中水的电离程度，说明A₁为强碱、A₂为强碱弱酸盐，NaOH为强碱，NaNO₂为强碱弱酸盐，所以A₁为NaOH、A₂为NaNO₂；b．相同浓度时，B₁溶液中水的电离程度小于B₂溶液中水的电离程度，说明B₁是酸、B₂为含有弱离子的盐，且B₂溶液中只有阳离子发生水解反应，则B₂为强酸弱碱盐，硝酸为强酸、硝酸铵为强酸弱碱盐，所以B₁是HNO₃、B₂为NH₄NO₃；
（3）①制纯净的Fe（OH）₂沉淀，则Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极；
②纯水导电性太差，影响物质的制备，可选择NaNO₃、NaOH溶液中氢离子放电，可生成Fe（OH）₂沉淀；
③苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，并在实验之前对溶液煮沸，排出溶液中的氧气；
④短时间内看到白色沉淀，增大反应的速率即可．

解答 解：（1）①H、O、N、Na四种元素形成的单质氢气燃烧生成水，无污染，所以可用作清洁无污染的燃料的单质是H₂，
故答案为：H₂；
②过氧化钠为离子化合物，过氧化钠中钠离子和过氧根离子间存在离子键，过氧根离子中氧原子和氧原子之间存在非极性共价键，电子式为：，过氧化氢为共价化合物，分子中含有2个O-H极性键和1个O-O非极性共价键，结构式是H-O-O-H，
故答案为：；H-O-O-H；
③NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，是因为铵根离子水解使硝酸铵溶液显酸性，水解离子反应为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（2）①A、B代表不同物质，都是H、N、O、Na中的任意三种元素组成的强电解质，A的水溶液呈碱性，B的水溶液呈酸性，a、相同浓度时，A₁溶液中水的电离程度小于A₂溶液中水的电离程度，说明A₁为强碱、A₂为强碱弱酸盐，NaOH为强碱，NaNO₂为强碱弱酸盐，所以A₁为NaOH、A₂为NaNO₂；
b．相同浓度时，B₁溶液中水的电离程度小于B₂溶液中水的电离程度，说明B₁是酸、B₂为含有弱离子的盐，且B₂溶液中只有阳离子发生水解反应，则B₂为强酸弱碱盐，硝酸为强酸、硝酸铵为强酸弱碱盐，所以B₁是HNO₃、B₂为NH₄NO₃，
故答案为：NaOH；NaNO₂；HNO₃；NH₄NO₃；
②相同温度下，当氢氧化钠和硝酸的物质的量浓度相等时，两溶液中氢氧根离子和氢离子浓度相等，对水的电离抑制程度一样，所以水的电离程度一样的，即水电离出的氢离子的物质的量浓度之比为1：1，
故答案为：1：1；
③硝酸属于酸，对水的电离起抑制作用，硝酸铵属于盐，铵根能水解，对水的电离起到促进作用，所以硝酸溶液中水的电离程度小于硝酸铵溶液中水的电离程度，
故答案为：硝酸电离出的H⁺ 抑制了水的电离，NH₄⁺结合水电离出的OH^-，促进水的电离；
（3）①制纯净的Fe（OH）₂沉淀，则Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极，发生的电极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案为：Fe；Fe-2e^-=Fe²⁺；
②纯水导电性太差，影响物质的制备，而NaNO₃、NaOH溶液中氢离子放电，可生成Fe（OH）₂沉淀，则电解液b可选择NaOH（或NaNO₃），白色沉淀在电极（或两极之间）生成，
故答案为：NaOH（或NaNO₃）；电极（或两极之间）；
③苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，为防止氢氧化亚铁被氧化，并在实验加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是排出溶液中的氧气，
故答案为：隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化；排尽溶液中的氧气，防止生成的氢氧化亚铁在溶液中被氧化；
④短时间内看到白色沉淀，适当增大电源电压、适当缩小两电极间距离可增大反应的速率，
故答案为：适当增大电源的电压、或适当缩小两极的距离．

点评 本题考查无机物的推断、盐的水解、氢氧化亚铁的制备，为高频考点，侧重于弱电解质的电离平衡与影响因素等，解题的关键是理解水的电离程度变小是加入酸或者碱，因为抑制了水的电离，水的电离程度变大是加入了能水解的盐，明确电解原理及Fe为阳极是解答氢氧化亚铁的制备的关键，题目难度中等．