Question

8．含C、N化合物在生产、生活中有着重要的作用．请按要求回答下列问题．
N在元素周期表中的位置：第二周期VA族．元素C、N最简单气态氢化物的稳定性强弱比较（填化学式）：CH₄＜NH₃．
I．氨气应用于侯德榜制碱工艺，原理如图1所示：

（1）过程i通入NH₃和CO₂的顺序是先通NH₃，后通CO₂．
（2）过程ii有利于析出更多NH₄Cl（s）的原因是NH₄Cl（s）?NH₄⁺（aq）+Cl^-（aq），增大c（Cl^-），平衡左移，促进NH₄Cl析出．
（3）制碱副产品NH₄Cl可用于生产NH₃和HCl．但直接加热分解NH₄Cl，NH₃和HCl的产率很低，原因是（用化学方程式表示）NH₃+HCl=NH₄Cl． 而采用在N₂氛围中，将MgO与NH₄Cl混合加热至300℃，可获得高产率的NH₃，该反应的化学方程式为MgO+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑．
Ⅱ．电镀工业中含CN^-的废水在排放前的处理过程如图2：
（1）溶液A具有的性质是（填“氧化性”或“还原性”）还原性．C的化学式为：CuCN．
（2）反应②可将CN^-转化为无害物质，其离子方程式为：2CN^-+5ClO^-+2H⁺=N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+H₂O．

Answer 1

分析 N的原子序数为7，原子核外有2个电子层，最外层电子数为5，以此确定在周期表中的位置，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定；
I．（1）使溶液在碱性环境下，二氧化碳的溶解度增大；
（2）NH₄Cl的溶解平衡：NH₄Cl（s）?NH₄⁺（aq）+Cl^-（aq），增大c（Cl^-），平衡逆向移动；
（3）氨气与氯化氢易生成氯化铵；将MgO与NH₄Cl混合加热至300℃，可获得高产率的NH₃，由质量守恒可知还生成氯化镁、水；
II．（1）溶液A与硫酸铜反应生成亚铜离子，说明具有还原性；C灼烧生成CuO、二氧化碳、氮气，可说明C含有Cu、C、N元素，结合物质的量的关系可确定C的化学式；
（2）反应②可将CN^-转化为无害物质，被NaClO氧化生成二氧化碳、氮气等．

解答 解：N的原子序数为7，原子核外有2个电子层，最外层电子数为5，位于周期表第二周期VA族，非金属性N＞C，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则稳定性CH₄＜NH₃，
故答案为：第二周期VA族；CH₄＜NH₃；
I．（1）先通NH₃使溶液呈碱性，这样可增大CO₂  的溶解度，产生更多的NaHCO₃，
故答案为：先通NH₃，后通CO₂；
（2）NH₄Cl的溶解平衡：NH₄Cl（s）?NH₄⁺（aq）+Cl^-（aq），增大c（Cl^-），平衡左移，促进氯化铵析出，
故答案为：NH₄Cl（s）?NH₄⁺（aq）+Cl^-（aq），增大c（Cl^-），平衡左移，促进NH₄Cl析出；
（3）氨气与氯化氢相遇又结合成氯化铵，发生NH₃+HCl=NH₄Cl；加热条件下，MgO和氯化铵反应生成氨气、氯化镁和水，方程式为MgO+2NH₄Cl $\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$ 2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑，
故答案为：NH₃+HCl=NH₄Cl；MgO+2NH₄Cl $\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$ 2NH₃↑+MgCl₂+H₂O↑；
II．（1）溶液A与硫酸铜反应生成亚铜离子，说明具有还原性；C灼烧生成CuO、二氧化碳、氮气，可说明C含有Cu、C、N元素，由题给数据可知n（CuO）=$\frac{8.0g}{80g/mol}$=0.1mol，n（CO₂）=0.1mol，n（N₂）=0.05mol，则n（Cu）=0.1mol、n（C）=0.1mol、n（N）=0.1mol，且m（Cu）+m（C）+m（N）=0.1mol×64g/mol+0.1mol×12g/mol+0.1mol×14g/mol=9g，所以化学式为CuCN，
故答案为：还原性；CuCN；
（2）反应②可将CN^-转化为无害物质，被NaClO氧化生成二氧化碳、氮气等，方程式为2CN^-+5ClO^-+2H⁺=N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+H₂O，
故答案为：2CN^-+5ClO^-+2H⁺=N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+H₂O．

点评 本题考查纯碱工业知识以及废水的处理，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、计算能力和实验能力，注意把握物质的性质以及实验的流程，易错点为II．（1），注意从质量守恒的角度判断化学式，难度中等．