Question

在一百多種化學元素中，非金屬占了23種．80%的非金屬元素在社會中占重要位置．如C、N、O、Si、Cl等．
（1）氯元素原子最外電子層上有

 

種能量不同的電子，該元素的簡單陰離子核外電子排是

 

．
（2）由氮元素與硅元素組成的物質(zhì)，可用于制造發(fā)動機的耐熱部件，因為它屬于

 

晶體，請寫出該化合物的化學式

 

．
（3）下列事實能說明氯與氧兩元素非金屬性相對強弱的有

 

．（選填編號）
a．Cl原子最外層電子數(shù)比氧多               
b．酸性：HCl＞H₂O
c．ClO₂中氯元素為+4價，氧元素為-2價      
d．沸點：H₂O＞HCl
（4）與Cl₂相比較，ClO₂處理水時被還原成Cl^-，不生成有機氯代物等有害物質(zhì)．工業(yè)上可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備ClO₂，反應如下：NaClO₂+HCl→ClO₂↑+

 

（沒有配平）．上述方程式中，缺項物質(zhì)是

 

，配平方程式，并補全反應物系數(shù)．
（5）該反應中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是

 

．生成0.2mol ClO₂轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

 mol．
（6）ClO₂對污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明顯的去除效果．某污水中含CN^-amg/L，現(xiàn)用ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種無毒氣體．處理100m³這種污水，至少需要ClO₂

 

 mol．

Answer 1

考點：氯、溴、碘及其化合物的綜合應用,非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律,氧化還原反應

專題：氧化還原反應專題,元素周期律與元素周期表專題,鹵族元素

分析：（1）元素原子不同軌道上電子具有的能量是不一樣的，根據(jù)核外電子排布式的書寫方法來回答；
（2）氮化硅具有很高的熔點，屬于原子晶體；
（3）非金屬性相對強弱的比較方法：最高價氧化物對應水化物的酸性強弱，氫化物的穩(wěn)定性、和氫氣化合的難以程度等；
（4）用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備ClO₂，根據(jù)氧化還原反應中化合價的升降情況以及電子轉(zhuǎn)移情況來回答；
（5）氧化還原反應中，化合價升高元素所在的反應物是還原劑，元素化合價降低元素所在的反應物是氧化劑，化合價升高值=化合價降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
（6）ClO₂將CN^-氧化，只生成兩種無毒氣體，即氮氣和二氧化碳，根據(jù)化學方程式結(jié)合污水的量進行計算即可．

解答： 解：（1）Cl元素原子最外層電子數(shù)是7，分布在s、p兩個軌道上，不同軌道上電子具有的能量是不一樣的，所以氯元素原子最外電子層上有2種能量不同的電子，元素的簡單陰離子氯離子核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，故答案為：2；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
（2）由氮元素與硅元素組成的物質(zhì)，氮化硅具有很高的熔點，可用于制造發(fā)動機的耐熱部件，屬于原子晶體，故答案為：原子；Si₃N₄；
（3）a．最外層電子數(shù)不能說明元素非金屬性性的強弱，故a錯誤，
b．元素最高價氧化物對應水化物的酸性強弱，可以判斷元素的非金屬性強弱，故b錯誤；
c．根據(jù)化合價規(guī)則：ClO₂中氯元素為+4價，氧元素為-2價，故c正確；      
d．元素非金屬性相對強弱是化學性質(zhì)方面的體現(xiàn)，但是物質(zhì)的沸點是物理性質(zhì)的表現(xiàn)，故d錯誤．
故選c．
（4）用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備ClO₂，在該氧化還原反應中，化合價的升高和降低的元素是Cl，所以產(chǎn)物是氯化鈉和水，NaClO₂值Cl元素化合價從+3價降低到-1價，Cl元素化合價從+3升高到+4價，根據(jù)電子守恒，所以二氧化氯系數(shù)是4，HCl系數(shù)是4，亞氯酸鈉系數(shù)是5，氯化鈉系數(shù)是5，根據(jù)氫元素守恒，水前邊系數(shù)是2，故答案為：5NaClO₂+4HCl；
（5）該反應中氧化劑和還原劑軍事亞氯酸鈉，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1：4，生成4molmolClO₂轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol，所以生成0.2mol ClO₂轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol，故答案為：1：4；0.2；
（6）用ClO₂將CN^-氧化，生成氮氣和二氧化碳兩種無毒氣體的化學方程式為：2ClO₂+2CN^-=2CO₂+2Cl-+N₂↑，amg/L這種污水中含有CN^-的質(zhì)量是100ag，CN^-的物質(zhì)的量為：

100ag

26g/mol

=

50a

13

mol，所以需要ClO₂的物質(zhì)的量是

50a

13

mol，故答案為：

50a

13

．

點評：本題考查學生氧化還原反應的基本概念和理解，是對學生綜合能力的考查，要求學生具有扎實的基礎和分析解決問題的能力，難度不大．