Question

H、C、N、O、Si、P、S、Cl都是中学化学中常见的非金属元素，请根据题意回答与这些元素有关的问题：
（1）请面出S的原子结构示意图：

 

．
（2）红磷在氯气中燃烧生成两种氯化物，其中一种氯化物分子中每个原子最外层都满足8电子结构，则该氯化物的空间构型与下列

 

（填字母）分子最相似．
A．H₂O  B．CCl₄ C．NH₃ D．CS₂
（3）氮化硅（Si₃N₄）是一种高温结构材料，用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加热可生成较高纯度的氮化硅，其反应方程式为

 

．
（4）粉末状的Si₃N₄对空气和水都不稳定，但将粉末状的Si₃N₄和适量氧化镁在230×1.01×10⁵Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以得到对空气、水、和酸都相当稳定的固体材料，同时还可生成对水不稳定的Mg₃N₂，热处理后除去MgO和Mg₃N₂的方法是

 

．
（5）现在含NH₃3.4mg?L^-1的废水150m³（密度为1g?cm^-3），可用如下方法进行处理：将甲醇加入含氨的废水中，在一种微生物作用下发生如下反应：
Ⅰ．O₂+NH₃→NO

- 3

+H⁺+H₂0
Ⅱ．NO

- 3

+H⁺+CH₃OH→N₂↑+CO₂↑+H₂O
若用此方法处理，假设每步的转化率为100%，需要甲醇

 

g．

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型,无机非金属材料

专题：化学键与晶体结构,碳族元素

分析：（1）S为16号元素，核外有16个电子，根据每层最多容纳2n²个电子，最外层不超8个可画出硫原子结构示意图；（2）红磷在氯气中燃烧生成两种氯化物，其中一种氯化物分子中每个原子最外层都满足8电子结构应是PCl₃，中心原子P上的电子对=σ键电子对+孤电子对=3+1/2（5-3×1）=4，孤电子对数为1，按照价层电子对互斥理论，判断为三角锥形，NH₃分子与它最相似；（3）根据题干信息写出方程式，根据质量守恒配平即可；（4）热处理后得到对空气、水、和酸都相当稳定的固体材料，同时还可生成对水不稳定的Mg₃N₂，而MgO、Mg（OH）₂可溶于酸，故除去稳定固体材料中的MgO和Mg₃N₂可加足量稀盐酸后过滤．（5）多步反应计算可建立关系式求解，将题给方程式配平后可得到如下关系式：6NH₃～6NO₃^-～5CH₃OH，则n（CH₃OH）=5/6n（NH₃）．

解答： 解：（1）S为16号元素，根据每层最多容纳2n²个电子，最外层不超8个，则其原子结构示意图为，故答案为：；
（2）红磷在氯气中燃烧生成两种氯化物，其中一种氯化物分子中每个原子最外层都满足8电子结构应是PCl₃，中心原子P上的电子对=σ键电子对+孤电子对=3+1/2（5-3×1）=4，孤电子对数为1，按照价层电子对互斥理论，判断为三角锥形，NH₃分子与它最相似，故选C；
（3）先写出SiCl₄+N₂+H₂→Si₃N₄+HCl，再根据原子守恒配平得3SiCl₄+2N₂+6H₂=Si₃N₄+12HCl，故答案为：3SiCl₄+2N₂+6H₂=Si₃N₄+12HCl；（4）热处理后得到对空气、水、和酸都相当稳定的固体材料，同时还可生成对水不稳定的Mg₃N₂，Mg₃N₂与盐酸反应生成MgCl₂和NH₄Cl，而MgO、Mg（OH）₂可溶于酸，故除去稳定固体材料中的MgO和Mg₃N₂可加足量稀盐酸后过滤，故答案为：加足量稀盐酸后过滤，（5）150m³废水中含m（NH₃）=150×10³L×3.4×10^-3g?L^-1=510g，n（NH₃）=

510g

17g?L-1

=30mol；反应Ⅰ配平后为2O₂+NH₃=NO

- 3

+H⁺+H₂0，反应Ⅱ配平后为6NO

- 3

+6H⁺+5CH₃OH=3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O，则关系式为6NH₃～6NO₃^-～5CH₃OH，则n（CH₃OH）=

5

6

n（NH₃）=

5

6

×30mol=25mol，n（CH₃OH）=25mol×32g?mol^-1=800g，
故答案为：800．

点评：本题综合性强，涉及原子结构、分子的空间结构，方程式的配平和计算，除杂等知识，要求学生具有牢固的基础知识和运用关系式进行计算的技能．