Question

Ⅰ．用尿素、氫氧化鈉和水作為溶劑，預冷至零下12℃，能將極難溶解的纖維素溶化為粘液．武漢大學張俐娜教授因此而榮獲美國2011年度安塞姆?佩恩獎．
（1）尿素[CO（NH₂）₂]中元素原子半徑最大的原子結構示意圖為

 

；能說明氧元素原子比氮元素原子得電子能力強的事實是

 

（填選項）．
A．在NO₂中氧元素顯負價，氮元素顯正價
B．H₂O的熱穩定性比NH₃的穩定
C．常溫下H₂O是液態而NH₃是氣態
D．O₂比N₂易液化
（2）尿素在土壤中的脲酶作用下會水解生成碳酸銨或碳酸氫銨，若與堿性肥料混合施用，會造成氮元素損失，請用離子方程式解釋其原因

 

；
已知：20℃時，H₂CO₃：K_a1=4.2×10^-7；K_a2=5.6×10^-11；NH₃?H₂O：K_b=1.7×10^-5
碳酸氫銨溶液中HCO^-₃、NH⁺₄，OH^-、H⁺四種離子濃度由大到小是

 

（填選項）．
A．c（HCO₃^-）c（NH₄⁺）c（OH^-）c（H⁺）
B．c（NH₄⁺）c（HCO₃^-）c（OH^-）c（H⁺）
C．c（HCO₃^-）c（NH₄⁺）c（H⁺）c（OH^-）
D．c（NH₄⁺）c（HCO₃^-）c（H⁺）c（OH^-）
Ⅱ．NaNO₂外觀酷似食鹽，誤食會中毒．
（3）在酸性條件下，NaNO₂與KI按物質的量1：1恰好完全反應，I^-被氧化為I₂．寫出此反應的離子方程式

 

．
（4）工業廢水中含少量NO^-₂，可用電解法將NO^-₂轉換為N₂除去．N₂將在

 

極生成，寫出NO^-₂在酸性條件下轉化為N₂的電極反應式

 

．

Answer 1

分析：I．（1）原子的電子層數越多，其原子半徑越大，相同周期的元素中，原子半徑隨著原子序數的增大而減小；非金屬的非金屬性越強，其氫化物越穩定、其最高價氧化物的水化物酸性越強、單質的氧化性越強等；
（2）堿性條件下，銨根離子和氫氧根離子反應生成一水合氨，一水合氨不穩定易分解生成氨氣和水；
電離平衡常數越大，其電離程度越大，則其離子水解程度越小；
II．（3）酸性條件下，NaNO₂與KI按物質的量1：1恰好完全反應，I^-被氧化為I₂，則亞硝酸根離子被還原生成NO；
（4）電解時，得電子的微粒在陰極上發生還原反應，電解亞硝酸根離子溶液時，陰極上亞硝酸根離子得電子發生還原反應生成氮氣和水．

解答：解：I．（1）原子的電子層數越多，其原子半徑越大，相同周期的元素中，原子半徑隨著原子序數的增大而減小，所以原子半徑最大的元素是C元素，其原子結構示意圖為；
非金屬的非金屬性越強，其氫化物越穩定、其最高價氧化物的水化物酸性越強、單質的氧化性越強等，
A．在NO₂中氧元素顯負價，氮元素顯正價，說明氮氣的氧化性小于氧氣，則O元素的非極性大于N元素，故正確；
B．H₂O的熱穩定性比NH₃的穩定，則O元素的非金屬性大于N元素，故正確；
C．常溫下H₂O是液態而NH₃是氣態不能說明O元素的非金屬性大于N元素，故錯誤；
D．O₂比N₂易液化不能說明O元素的非金屬性大于N元素，故錯誤；
故選AB；
故答案為：；AB；
（2）堿性條件下，銨根離子和氫氧根離子反應生成一水合氨，一水合氨不穩定易分解生成氨氣和水，所以其離子方程式為：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O；
電離平衡常數越大，其電離程度越大，則其離子水解程度越小，根據電離平衡常數知，電離程度大小關系是H₂CO₃＞NH₃?H₂O＞HCO₃^-，則水解程度CO₃^2-＞NH₄⁺＞HCO₃^-，所以碳酸氫銨溶液中HCO^-₃、NH⁺₄，OH^-、H⁺四種離子濃度由大到小c（HCO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故選B，
故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O；B；
II．（3）酸性條件下，NaNO₂與KI按物質的量1：1恰好完全反應，I^-被氧化為I₂，則亞硝酸根離子被還原生成NO，再結合原子守恒書寫離子方程式，所以其離子方程式為 2NO₂^-+2I^-+4H⁺=2NO↑+I₂+2H₂O，
故答案為：2NO₂^-+2I^-+4H⁺=2NO↑+I₂+2H₂O；
（4）電解時，得電子的微粒在陰極上發生還原反應，電解亞硝酸根離子溶液時，陰極上亞硝酸根離子得電子發生還原反應生成氮氣和水，電極反應式為2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂↑+4H₂O，
故答案為：陰；2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂+4H₂O．

點評：本題考查了離子方程式的書寫、電極反應式的書寫、鹽類水解等知識點，根據氧化還原反應中反應物和生成物來書寫離子方程式，結合得失電子書寫電極反應式，難點是離子濃度大小的比較，明確電離平衡常數與離子水解程度關系即可解答，難度中等．