Question

19．氮是生命物質(zhì)的重要組成元素之一，含氮物質(zhì)與人類的生活密切相關(guān)．
（1）氮原子最外層電子排布式為：2s²2p³；氮離子（N^3-）核外有10種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；N₄分子的空間結(jié)構(gòu)如圖：，它是一種非極性分子．（填“極性”或“非極性”）
（2）氨氣是人工固氮的產(chǎn)物，它極易溶于水（1：700），生成NH₃•H₂O．請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明NH₃•H₂O是弱堿取少量氨水于試管中，滴加酚酞試液，溶液呈紅色；向試管中加入少量醋酸銨晶體，振蕩，由于銨根離子濃度增大，則溶液中氫氧根離子濃度減小，則溶液的紅色變淺，證明氨水是弱堿．
（3）向100mL 0.1mol/L的鹽酸中通入0.02mol氨氣，充分吸收后測得溶液呈堿性．則該溶液中NH₃•H₂O、NH₄⁺、Cl^-三種微粒的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系為NH₄⁺＞Cl^-＞NH₃•H₂O．
（4）銨鹽可用作氮肥，實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)銨鹽中的NH₄⁺時(shí)，可取少量銨鹽樣品于試管中，加入強(qiáng)堿濃溶液，加熱，若產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，說明有NH₄⁺．
（5）NaN₃可用于制造汽車安全氣囊，當(dāng)汽車遇到撞擊時(shí)，NaN₃能迅速分解產(chǎn)生Na和N₂．請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaN₃ $\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂，每生成3mol N₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子2mol．

Answer 1

分析 （1）氮原子為7號(hào)元素有兩個(gè)電子層，最外層5個(gè)電子，據(jù)此書寫最外層電子排布式；氮離子（N^3-）最外層8個(gè)電子，結(jié)合核外電子排布分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，子核外沒有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子，有幾個(gè)電子就有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，N₄分子與P₄結(jié)構(gòu)相似，為正四面體構(gòu)型，N₄分子中N原子形成3個(gè)σ鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4，每個(gè)面為正三角形；
（2）只要確定一水合氨在水溶液里部分電離就能證明一水合氨是弱電解質(zhì)，可選用酚酞作指示劑，然后向滴入酚酞的一水合氨溶液中加入醋酸銨，若溶液顏色變淺，則證明氨水中存在電離平衡，從而證明NH₃•H₂O是弱堿；
（3）向100mL 0.1mol/L的鹽酸中通入0.02mol氨氣，發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨，得到等濃度的NH₃•H₂O和NH₄Cl混合溶液，充分吸收后測得溶液呈堿性，一水合氨電離大于銨根離子水解；
（4）銨鹽與堿反應(yīng)生成氨氣，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；
（5）疊氮化鈉（NaN₃）撞擊后30毫秒內(nèi)迅速分解為兩種單質(zhì)，由質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素種類不變，兩種單質(zhì)為鈉和氮?dú)�，寫出反�?yīng)的化學(xué)方程式即可，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)．

解答 解：（1）氮原子為7號(hào)元素有兩個(gè)電子層，最外層5個(gè)電子，據(jù)此書寫最外層電子排布式為：2s²2p³；氮離子（N^3-）最外層8個(gè)電子，結(jié)合核外電子排布分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，原子核外沒有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子，有幾個(gè)電子就有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，氮離子（N^3-）核外有 10種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，N₄分子與P₄結(jié)構(gòu)相似，為正四面體構(gòu)型，N₄分子中N原子形成3個(gè)σ鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4，每個(gè)面為正三角形，為非極性分子，
故答案為：2s²2p³；10；非極性；
（2）若證明一水合氨在水溶液里部分電離，則說明一水合氨是弱電解質(zhì)，
所以選用試劑為：酚酞、醋酸銨、一水合氨，
操作方法及現(xiàn)象為：取少量氨水于試管中，滴加酚酞試液，溶液呈紅色；向試管中加入少量醋酸銨晶體，振蕩，由于銨根離子濃度增大，則溶液中氫氧根離子濃度減小，則溶液的紅色變淺，根據(jù)現(xiàn)象可知：氨水中存在電離平衡，證明氨水是弱堿，
故答案為：取少量氨水于試管中，滴加酚酞試液，溶液呈紅色；向試管中加入少量醋酸銨晶體，振蕩，由于銨根離子濃度增大，則溶液中氫氧根離子濃度減小，則溶液的紅色變淺，證明氨水是弱堿；
（3）向100mL 0.1mol/L的鹽酸中通入0.02mol氨氣，發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨，得到等濃度的NH₃•H₂O和NH₄Cl混合溶液，充分吸收后測得溶液呈堿性，一水合氨電離大于銨根離子水解，溶液中NH₃•H₂O、NH₄⁺、Cl^-三種微粒的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系為：NH₄⁺＞Cl^-＞NH₃•H₂O，
故答案為：NH₄⁺＞Cl^-＞NH₃•H₂O；
（4）銨鹽與堿反應(yīng)生成氨氣，而氨氣是唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，故向某溶液加入NaOH并微熱，產(chǎn)生能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的無色氣體，即該氣體為氨氣，則該溶液中一定含有NH₄⁺，
故答案為：濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)；
（5）疊氮化鈉（NaN₃）撞擊后30毫秒內(nèi)迅速分解為兩種單質(zhì)，由質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素種類不變，兩種單質(zhì)為鈉和氮?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：2NaN₃ $\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂，生成3molN₂電子轉(zhuǎn)移2mol，
故答案為：2NaN₃ $\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂；2．

點(diǎn)評 本題考查了核外電子個(gè)數(shù)與電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類之間的關(guān)系、強(qiáng)弱電解質(zhì)的判斷方法、離子檢驗(yàn)、電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較、氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．