Question

16．離子是構成物質的基本微粒之一，下表中是中學常見的離子：

陽離子	K+、Al3+、Ba2+、NH4+
陰離子	Cl-、OH-、SO42-、CO32-

回答下列問題：
（1）Cl^-離子的結構示意圖是．　Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三種離子可組成一種鹽，寫出該鹽的一種用途凈水劑．
（2）將含OH^-離子的溶液 滴入濃度均為0.1 mol/L的Al³⁺和NH₄⁺的混合溶液中，若測得溶液中NH₄⁺減少了一半，此時，溶液中不存在（填“存在”或“不存在”）大量的Al³⁺．
（3）物質A和B分別由上表中的兩種離子組成，將它們分別溶于水中，A的溶液顯酸性，將A、B兩溶液混合，微熱，既有白色沉淀，又有使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體生成．
則B的陽離子是Ba²⁺，用離子方程式表示A溶液顯酸性的原因NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺．
（4）常溫下，將（NH₄）₂CO₃溶于水，得到含有大量NH₄⁺和CO₃^2-的溶液，往溶液中滴入少量氨水，測得溶液中N H₄⁺和CO₃^2 -的濃度比為2：1，此時該溶液的pH＜（ 填“＜”、“=”或“＞”）7．
（5）在微生物作用的條件下，NH₄⁺可被空氣氧化成NO₃^-．寫出該反應的離子方程式：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺．
（6）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定條件下，半分鐘后達到平衡，測得容器中含NH₃ 0.08mol，則ν（H₂）=0.048mol．L^-1．min^-1，此時N₂的轉化率為40%；若繼續(xù)通入0.10mol N₂和0.30molH₂，則平衡向正反應方向移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）．

Answer 1

分析 （1）氯離子核外有18個電子，有3個電子層，各層電子數(shù)為2、8、8；
Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三種離子可組成一種鹽為明礬，可以用作凈水劑；
（2）由于Al³⁺與氨水反應生成氫氧化鋁沉淀，則OH^-離子先與Al³⁺反應生成氫氧化鋁沉淀，Al³⁺反應完畢，OH^-離子再與NH₄⁺離子反應；
（3）物質A和B分別由上表中的兩種離子組成，將它們分別溶于水中，將A、B兩溶液混合，微熱，既有使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體生成，該氣體為氨氣，應是NH₄⁺與OH^-反應，且有白色沉淀生成、A的溶液顯酸性，則A中含有弱堿根離子NH₄⁺，B中含有OH^-，A為（NH₄）₂SO₄、B為Ba（OH）₂；
（4）根據(jù)電荷守恒可知：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-），由于c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-），則c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
（5）NH₄⁺可被空氣氧化成NO₃^-，反應物為銨根離子和氧氣，生成物硝酸根離子，根據(jù)電荷守恒和質量守恒定律可知反應產(chǎn)物中還有水和氫離子；
（6）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定條件下，半分鐘后達到平衡，測得容器中含NH₃ 0.08mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃ （g）
起始量（mol）：0.1    0.3     0
變化量（mol）：0.04   0.12    0.08
平衡量（mol）：0.06   0.18    0.08
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算ν（H₂），轉化率=$\frac{物質的量變化量}{起始物質的量}$×100%；
若繼續(xù)通入0.10mol N₂和0.30molH₂，反應物濃度增大，平衡正向移動．

解答 解：（1）氯離子核外有18個電子，有3個電子層，各層電子數(shù)為2、8、8，離子結構示意圖為：；
Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三種離子可組成一種鹽為明礬，可以用作凈水劑，
故答案為：；凈水劑；
（2）由于Al³⁺與氨水反應生成氫氧化鋁沉淀，則OH^-離子先與Al³⁺反應生成氫氧化鋁沉淀，Al³⁺反應完畢，OH^-離子再與NH₄⁺離子反應，所以溶液中NH₄⁺減少了一半，則鋁離子一定不會大量存在，
故答案為：不存在；
（3）物質A和B分別由上表中的兩種離子組成，將它們分別溶于水中，將A、B兩溶液混合，微熱，既有使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體生成，該氣體為氨氣，應是NH₄⁺與OH^-反應，且有白色沉淀生成、A的溶液顯酸性，則A中含有弱堿根離子NH₄⁺，B中含有OH^-，A為（NH₄）₂SO₄、B為Ba（OH）₂，則B的陽離子是Ba²⁺，用離子方程式表示A溶液顯酸性的原因：NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺，
故答案為：Ba²⁺；NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺；
（4）根據(jù)電荷守恒可知：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-），由于c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-），則c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-），所以溶液中c（H⁺）＞c（OH^-），所以溶液顯示酸性，
故答案為：＜；
（5）在微生物作用的條件下，NH₄⁺可被空氣氧化成NO₃^-，反應中N化合價升高被氧化，空氣中的氧氣化合價降低被還原，根據(jù)電荷守恒、質量守恒定律可以判斷，反應產(chǎn)物為水和氫離子，所以反應的離子方程式為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺，
故答案為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺；
（6）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定條件下，半分鐘后達到平衡，測得容器中含NH₃ 0.08mol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃ （g）
起始量（mol）：0.1   0.3     0
變化量（mol）：0.04  0.12    0.08
平衡量（mol）：0.06  0.18   0.08
ν（H₂）=$\frac{\frac{0.12mol}{5L}}{0.5min}$=0.048mol/（L．min），氮氣的轉化率=$\frac{0.04mol}{0.1mol}$×100%=40%；
若繼續(xù)通入0.10mol N₂和0.30molH₂，反應物濃度增大，平衡正向移動，
故答案為：0.048；40%；向正反應方向．

點評 本題考查化學平衡計算、鹽的水解原理及其應用、未知物的推斷、常用化學用語等知識，題目難度中等，試題涉及的知識點較多，注意掌握常見離子的檢驗方法，難度中等．