Question

某离子反应中涉及到H、O、Cl、N四种元素形成的六种微粒，N₂、H₂O、ClO^-、H⁺、NH₄⁺、Cl^-，其中N₂的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

完成下列填空

(1)氧原子最外层电子的轨道表示式为__________，该化学用语不能表达出氧原子最外层电子的______(填序号)。

a. 电子层       b. 电子亚层         c. 所有电子云的伸展方向     d.自旋状态

(2)四种元素中有两种元素处于同周期，下列叙述中不能说明这两种元素非金属性递变规律的事实是___________。

a.最高价氧化物对应水化物的酸性          b.单质与H₂反应的难易程度

c.两两形成化合物中元素的化合价          d.气态氢化物的沸点

(3)由这四种元素中任意3种所形成的常见化合物中属于离子晶体的有_________(填化学式，写出一个即可)，该化合物的水溶液显____(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。

(4)写出该离子反应的方程式_______________，若将该反应设计成原电池，则N₂应该在___________(填“正极”或“负极”)附近逸出。

(5)已知亚硝酸(HNO₂)的酸性与醋酸相当，很不稳定，通常在室温下立即分解。则：

①酸性条件下，当NaNO₂与KI按物质的量1:1恰好完全反应，且I^- 被氧化为I₂时，产物中含氮的物质为______(填化学式)。

②要得到稳定HNO₂溶液，可以往冷冻的浓NaNO₂溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用是________(填序号)。

a. 稀硫酸         b. 二氧化碳          c. 二氧化硫           d. 磷酸

Answer

c a d NH4Cl或NH4NO3 酸性 3ClO-+2NH4+=N2↑+2H++3Cl-+H2O 负极 NO bc

【解析】

(1)O原子最外层有6个电子，2s能级上有2个电子、2p能级上有4个电子，据此分析解答；

(2)四种元素中处于同周期的元素为N和O ，根据元素非金属性强弱的判断方法分析判断；

(3)根据铵盐属于离子晶体，结合溶液中铵根离子能够水解分析解答；

(4)N2的物质的量增多，为生成物，N元素的化合价升高，据此书写反应的方程式，结合氧化还原反应的规律分析解答；

(5)①根据电子守恒以及原子守恒分析解答；

②根据亚硝酸(HNO2)的酸性与醋酸相当，结合强酸可以制弱酸的原理分析判断。

(1)O原子最外层有6个电子，2s能级上有2个电子、2p能级上有4个电子，所以其最外层电子轨道表示式为，根据轨道表示式可以看出电子层、电子亚层、和电子的自旋状态，电子云的伸展方向不能用化学用语表示，故选c，故答案为：；c；

(2)四种元素中有两种元素处于同周期，这两种元素为N和O。a．O元素无正价，不存在最高价氧化物对应水化物，故a选；b．氮气键能较大，难以与氢气反应，氧气在点燃时能够与氢气反应，可以用于比较非金属性强弱，故b不选；c．形成的化合物由化合价可知在反应中得失电子的难易，即显负价的非金属性强，故c不选；d．元素非金属性强弱与物质的物理性质无关，不能通过气态氢化物的沸点比较非金属性强弱，故d选；故答案为：ad；

(3)由H、O、Cl、N四种元素中任意3种所形成的常见化合物中属于离子晶体的有氯化铵、硝酸铵，化学式分别为NH4Cl、NH4NO3，在溶液中铵根离子水解，溶液显酸性，故答案为：NH4Cl或NH4NO3；酸性；

(4)N2的物质的量增多，为生成物，N元素的化合价升高，根据电荷守恒和元素守恒有3ClO-+2NH4+=N2↑+2H++3Cl-+H2O；氮气是氧化产物，所以应在负极产生，故答案为：3ClO-+2NH4+=N2↑+2H++3Cl-+H2O；负极；

(5)①碘离子被氧化为碘单质时，若生成1molI2，碘元素化合价升高了2价，消耗碘离子是2mol，亚硝酸钠中氮元素化合价是+3价，2mol的亚硝酸钠得到2mol电子时，则需氮元素的化合价降为+2价，所以产物中含氮的物质为NO，故答案为：NO；

②根据强酸可以制弱酸的原理，因为亚硝酸(HNO2)的酸性与醋酸相当，因此二氧化碳、二氧化硫和NaNO2不反应，不能生成HNO2，而稀硫酸和磷酸，能和NaNO2反应，生成HNO2，故选bc。