Question

14．有H、O、N、Na四種元素：
（1）從上述四種元素中選擇適當(dāng)?shù)脑�素，組成符合下列要求的物質(zhì)，按要求填空．
①可用作清潔無污染的燃料的單質(zhì)是（寫化學(xué)式）H₂；
②由兩種元素組成的既有離子鍵又有非極性共價(jià)鍵物質(zhì)的電子式是；由兩種元素組成的既有極性鍵又有非極性共價(jià)鍵物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式是（寫一種）H-O-O-H；
③常用的一種氮肥，用離子方程式解釋其水溶液呈酸性的原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．
（2）從上術(shù)四種元素中選擇三種元素，組成符合下列要求的強(qiáng)電解質(zhì)A、B，A的水溶液呈堿性，B的水溶液呈酸性，請(qǐng)找出A、B可能的兩種組合．（要求：相同濃度時(shí)，A₁溶液中水的電離程度小于A₂溶液中水的電離程度；相同濃度時(shí)，B₁溶液中水的電離程度小于B₂溶液中水的電離程度．）
①寫出化學(xué)式（填其中三種）：A₁NaOH，A₂NaNO₂，B₁HNO₃，B₂NH₄NO₃；
②相同溫度下，當(dāng)A₁、B₁的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，兩溶液中水電離出的氫離子的物質(zhì)的量濃度之比為1：1；
③B₁溶液中水的電離程度小于B₂溶液中水的電離程度的原因是硝酸電離出的H⁺ 抑制了水的電離，NH₄⁺結(jié)合水電離出的OH^-，促進(jìn)水的電離．
（3）由于Fe（OH）₂極易被氧化，所以采用教材演示實(shí)驗(yàn)難使制得的白色Fe（OH）₂沉淀保持較長(zhǎng)時(shí)間觀察．某化學(xué)小組設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置制取純凈的Fe（OH）₂沉淀，兩極材料分別為石墨和鐵．
①a電極材料為鐵，其電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺；
②電解液d可以是上述中三種元素組成的NaOH（或NaNO₃）溶液（寫一種），則白色沉淀在電極（或兩極之間）生成；
③液體c為苯，其作用是隔絕空氣，防止Fe（OH）₂被氧氣氧化，在加入苯之前，對(duì)d溶液進(jìn)行加熱處理；
④為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可以采取的措施是（寫一條）適當(dāng)增大電源的電壓、或適當(dāng)縮小兩極的距離．

Answer 1

分析 （1）①用作清潔無污染的燃料，燃燒產(chǎn)物無污染；
②一般金屬元素與非金屬元素形成離子鍵，同種非金屬元素之間形成非極性鍵，不同種非金屬元素之間形成極性共價(jià)鍵；
③硝酸銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，銨根離子水解使硝酸銨溶液顯酸性；
（2）根據(jù)給出的元素：H、N、O、Na，其中由三種元素組成的強(qiáng)電解質(zhì)，中學(xué)常見物質(zhì)有：強(qiáng)堿（NaOH）、強(qiáng)酸（HNO₃）；鹽：NaNO₃、NaNO₂、NH₄NO₃、NH₄NO₂等，A的水溶液呈堿性，B的水溶液呈酸性，a、相同濃度時(shí)，A₁溶液中水的電離程度小于A₂溶液中水的電離程度，說明A₁為強(qiáng)堿、A₂為強(qiáng)堿弱酸鹽，NaOH為強(qiáng)堿，NaNO₂為強(qiáng)堿弱酸鹽，所以A₁為NaOH、A₂為NaNO₂；b．相同濃度時(shí)，B₁溶液中水的電離程度小于B₂溶液中水的電離程度，說明B₁是酸、B₂為含有弱離子的鹽，且B₂溶液中只有陽離子發(fā)生水解反應(yīng)，則B₂為強(qiáng)酸弱堿鹽，硝酸為強(qiáng)酸、硝酸銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，所以B₁是HNO₃、B₂為NH₄NO₃；
（3）①制純凈的Fe（OH）₂沉淀，則Fe為陽極，失去電子，a與電源正極相連，則a為陽極；
②純水導(dǎo)電性太差，影響物質(zhì)的制備，可選擇NaNO₃、NaOH溶液中氫離子放電，可生成Fe（OH）₂沉淀；
③苯的密度水的小，不溶于水，可隔絕空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，并在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)溶液煮沸，排出溶液中的氧氣；
④短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，增大反應(yīng)的速率即可．

解答 解：（1）①H、O、N、Na四種元素形成的單質(zhì)氫氣燃燒生成水，無污染，所以可用作清潔無污染的燃料的單質(zhì)是H₂，
故答案為：H₂；
②過氧化鈉為離子化合物，過氧化鈉中鈉離子和過氧根離子間存在離子鍵，過氧根離子中氧原子和氧原子之間存在非極性共價(jià)鍵，電子式為：，過氧化氫為共價(jià)化合物，分子中含有2個(gè)O-H極性鍵和1個(gè)O-O非極性共價(jià)鍵，結(jié)構(gòu)式是H-O-O-H，
故答案為：；H-O-O-H；
③NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，是因?yàn)殇@根離子水解使硝酸銨溶液顯酸性，水解離子反應(yīng)為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（2）①A、B代表不同物質(zhì)，都是H、N、O、Na中的任意三種元素組成的強(qiáng)電解質(zhì)，A的水溶液呈堿性，B的水溶液呈酸性，a、相同濃度時(shí)，A₁溶液中水的電離程度小于A₂溶液中水的電離程度，說明A₁為強(qiáng)堿、A₂為強(qiáng)堿弱酸鹽，NaOH為強(qiáng)堿，NaNO₂為強(qiáng)堿弱酸鹽，所以A₁為NaOH、A₂為NaNO₂；
b．相同濃度時(shí)，B₁溶液中水的電離程度小于B₂溶液中水的電離程度，說明B₁是酸、B₂為含有弱離子的鹽，且B₂溶液中只有陽離子發(fā)生水解反應(yīng)，則B₂為強(qiáng)酸弱堿鹽，硝酸為強(qiáng)酸、硝酸銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，所以B₁是HNO₃、B₂為NH₄NO₃，
故答案為：NaOH；NaNO₂；HNO₃；NH₄NO₃；
②相同溫度下，當(dāng)氫氧化鈉和硝酸的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，兩溶液中氫氧根離子和氫離子濃度相等，對(duì)水的電離抑制程度一樣，所以水的電離程度一樣的，即水電離出的氫離子的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，
故答案為：1：1；
③硝酸屬于酸，對(duì)水的電離起抑制作用，硝酸銨屬于鹽，銨根能水解，對(duì)水的電離起到促進(jìn)作用，所以硝酸溶液中水的電離程度小于硝酸銨溶液中水的電離程度，
故答案為：硝酸電離出的H⁺ 抑制了水的電離，NH₄⁺結(jié)合水電離出的OH^-，促進(jìn)水的電離；
（3）①制純凈的Fe（OH）₂沉淀，則Fe為陽極，失去電子，a與電源正極相連，則a為陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案為：Fe；Fe-2e^-=Fe²⁺；
②純水導(dǎo)電性太差，影響物質(zhì)的制備，而NaNO₃、NaOH溶液中氫離子放電，可生成Fe（OH）₂沉淀，則電解液b可選擇NaOH（或NaNO₃），白色沉淀在電極（或兩極之間）生成，
故答案為：NaOH（或NaNO₃）；電極（或兩極之間）；
③苯的密度水的小，不溶于水，可隔絕空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，為防止氫氧化亞鐵被氧化，并在實(shí)驗(yàn)加入苯之前，對(duì)d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是排出溶液中的氧氣，
故答案為：隔絕空氣防止氫氧化亞鐵被氧化；排盡溶液中的氧氣，防止生成的氫氧化亞鐵在溶液中被氧化；
④短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，適當(dāng)增大電源電壓、適當(dāng)縮小兩電極間距離可增大反應(yīng)的速率，
故答案為：適當(dāng)增大電源的電壓、或適當(dāng)縮小兩極的距離．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷、鹽的水解、氫氧化亞鐵的制備，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于弱電解質(zhì)的電離平衡與影響因素等，解題的關(guān)鍵是理解水的電離程度變小是加入酸或者堿，因?yàn)橐种屏怂�的電離，水的電離程度變大是加入了能水解的鹽，明確電解原理及Fe為陽極是解答氫氧化亞鐵的制備的關(guān)鍵，題目難度中等．