Question

9．氮及其化合物在生活、生产和科技等方面有重要的应用．
（1）写出氮原子的原子结构示意图；
（2）氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，利用ClO₂和Na₂SO₃溶液处理氮氧化物的反应过程如下：
NO$→_{反应Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO₂$→_{反应Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}溶液}$N₂
反应Ⅱ的离子方程式是2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-；
（3）羟胺（NH₂OH）可看成是氨分子内的1个氢原子被羟基取代后的产物，常用作还原剂，其水溶液显弱碱性．
①NH₂OH的水溶液呈弱碱性的原理与NH₃相似，NH₂OH的水溶液中主要离子有NH₃OH⁺、OH^-（填离子符号）．
②某离子化合物的组成元素与NH₂OH相同，其水溶液显酸性．该物质是NH₄NO₃（填化学式），其溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（4）氨水在工业上用作沉淀剂．已知25℃时，Ksp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-38，Ksp[Al（OH）₃]=1.0×10^-32，向一定浓度的AlCl₃和FeCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水．当溶液中Fe3+和Al3+沉淀完全[c（Fe³⁺）、C（Al³⁺）均小于1.0×10^-5mol•L^-1]时，调节溶液的pH应略大于3．

Answer 1

分析 （1）氮原子的原子核内质子数为7，核外有2个电子层，第一层上有2个电子，第二层上有5个电子；
（2）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被还原成氮气；
（3）①NH₂OH的水溶液呈弱碱性的原理与NH₃相似，根据氨水溶液中的一水合氨电离的方法判断；
②某离子化合物的组成元素与NH₂OH相同，其水溶液显酸性，则该化合物为NH₄NO₃，该盐为强酸弱碱盐水解呈酸性，据此分析各离子浓度；
（4）根据Fe（OH）₃、Al（OH）₃的溶度积常数，分别计算当Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀时，求出溶液中c（OH^-），再求出c（H⁺），以此计算出溶液应调节的pH．

解答 解：（1）氮原子的原子核内质子数为7，用圆圈内的数字表示核内质子数，+号表示原子核带正电；弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层上的电子数，所以其原子结构示意图为，
故答案为：；
（2）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被还原成氮气，方程式为2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄，离子方程式为：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-，
故答案为：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-；
（3）①NH₂OH的水溶液呈弱碱性的原理与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离子有NH₃OH⁺、OH^-，
故答案为：NH₃OH⁺、OH^-；
②某离子化合物的组成元素与NH₂OH相同，其水溶液显酸性，则该化合物为NH₄NO₃，为强酸弱碱盐，发生水解反应：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：NH₄NO₃；c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）当Fe³⁺完全沉淀时，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，当Al³⁺完全沉淀时，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，
所以调节溶液的pH应略大于3，
故答案为：3．

点评 本题考查较综合，涉及原子结构示意图、离子方程式书写、离子浓度大小比较、溶度积的计算等，注重高频考点的考查，综合性较强，题目难度中等．