Question

生活污水中氮元素是造成水体富营养化的主要原因。若某污水中NH₄Cl含量为180 mg/L。

(1)写出NH₄Cl的电子式_________。

(2)写出与氯同周期，有2个未成对电子的原子的电子排布式：_______、________

(3)为除去废水中的NH₄⁺，向10³ L该污水中加入0.1 mol/L NaOH溶液，理论上需要NaOH 溶液的体积为_________L(计算结果保留两位小数)。 

(4)若某污水中同时存在NH₄^＋和NO₃^-时。可用下列方法除去：可先在酸性污水中加入铁屑将NO₃^-转化为NH₄^＋后再除去，请配平下列离子方程式并标出电子转移的方向和数目：___Fe +___NO₃^- +___H⁺=___Fe²⁺ +___NH₄⁺ +___H₂O，____________。

Answer

1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p4 33.64 4 1 10 4 1 3

【解析】

(1) NH4Cl是离子化合物，由NH4+、Cl-通过离子键构成，结合离子化合物的表示方法书写其电子式；

(2)根据Cl原子核外电子排布式确定其最外电子层所具有的轨道数目，结合每一轨道最多排布2个电子，确定与氯同一周期，有2个未成对电子的原子的电子排布式；

(3)根据NH4Cl与NaOH溶液反应时二者的物质的量的比是1：1，根据污水中NH4Cl含量为180 mg/L，计算c(NH4Cl)，结合n=c·V计算；

(4)根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平方程式。

(1) NH4Cl是离子化合物，由NH4+、Cl-通过离子键构成，其电子式为：；

(2)Cl原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，其最外电子层3p能级具有3个轨道，由于原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同；同一个轨道最多可容纳2个电子则与氯同一周期，有2个未成对电子的原子的电子排布式分别为1s22s22p63s23p2，1s22s22p63s23p4，这两种元素分别是Si和S；

(3)污水中NH4Cl含量为180 mg/L，则c(NH4Cl)== mol/L，103 L该污水中中含有NH4Cl的物质的量为n(NH4Cl)= mol/L×103 L=3.364 mol，根据反应：NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3↑+H2O，可知n(NaOH)=n(NH4Cl)=3.364 mol，由于NaOH溶液浓度为0.1 mol/L，则理论上需要NaOH 溶液的体积V(NaOH)==33.64 L；

(4)在反应：___Fe +___NO3- +___H+=___Fe2+ +___NH4+ +___H2O中，Fe元素化合价由0→+2价，升高2价，N元素化合价由NO3-→NH4+，降低8价，化合价升降最小公倍数是8，所以Fe、Fe2+系数是4，NO3-、NH4+系数是1，然后根据反应前后电荷守恒，可知H+的系数是10，最后根据原子守恒，可得H2O的系数是3；则配平后该反应方程式为：

4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O，用单线桥法表示为：。