Question

5．在一百多種化學(xué)元素中，非金屬占了23種．80%的非金屬元素在人類生產(chǎn)生活中占重要位置．如C、N、O、Si、Cl等．
（1）氯元素原子電子層上有5種能量不同的電子，最外層P電子有2種自旋方向，該元素的簡(jiǎn)單陰離子最外層核外電子排布式是3s²3p⁶．下列事實(shí)能說(shuō)明氯與氧兩元素非金屬性相對(duì)強(qiáng)弱的有c．（選填編號(hào)）
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(jià)，氧元素為-2價(jià)      d．沸點(diǎn)：H₂O＞HCl
（2）由氮元素與硅元素組成的物質(zhì)，可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件，因?yàn)樗鼘儆谠�子晶體．
硒是人體內(nèi)最重要的微量元素之一．二氧化硒（SeO₂）是一種氧化劑，其被還原后的單質(zhì)硒可能成為環(huán)境污染物，通過(guò)與濃HNO₃或濃H₂SO₄反應(yīng)生成SeO₂以回收Se．
完成下列填空：
（3）Se和濃HNO₃反應(yīng)的還原產(chǎn)物為NO和NO₂，且NO和NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，寫出Se和濃HNO₃的反應(yīng)方程式Se+2HNO₃（濃）=H₂O+SeO₂+NO↑+NO₂↑．
（4）已知：Se+2H₂SO₄（濃）→2SO₂↑+SeO₂+2H₂O
2SO₂+SeO₂+2H₂O→Se+2SO₄^2-+4H⁺
SeO₂、H₂SO₄（濃）、SO₂的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H₂SO₄（濃）＞SeO₂＞SO₂
（5）回收得到的SeO₂的含量，可以通過(guò)下面的方法測(cè)定：
①SeO₂+KI+HNO₃→Se+I₂+KNO₃+H₂O
②I₂+2Na₂S₂O₃→Na₂S₄O₆+2NaI
（i）配平方程式①，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（ii）實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)確稱量SeO₂樣品0.1500g，消耗了0.2000mol/L的Na₂S₂O₃溶液25.00mL，所測(cè)定的樣品中SeO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.5%．

Answer 1

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(lái)回答；非金屬性相對(duì)強(qiáng)弱的比較方法：最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱，氫化物的穩(wěn)定性、和氫氣化合的難以程度等；
（2）氮化硅具有很高的熔點(diǎn)，屬于原子晶體；
（3）利用題中信息可知Se與濃HNO₃反應(yīng)，Se被氧化為+4價(jià)的H₂SeO₃，HNO₃還原為NO與NO₂，利用電子守恒和限定條件（生成NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，即二者計(jì)量系數(shù)比為1：1）可得方程式；
（4）在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的，而還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的；
（5）根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，根據(jù)n=cV計(jì)算消耗的n（Na₂S₂O₃），根據(jù)關(guān)系式計(jì)算樣品中n（SeO₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算SeO₂的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算樣品中SeO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）Cl核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，有5種能量不同的電子，Cl元素原子最外層電子數(shù)是7，分布在s、p兩個(gè)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，p軌道上有5個(gè)電子，2種自旋方向，該元素的簡(jiǎn)單陰離子最外層核外電子排布式是3s²3p⁶，
a．最外層電子數(shù)不能說(shuō)明元素非金屬性性的強(qiáng)弱，故a錯(cuò)誤，
b．元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱，可以判斷元素的非金屬性強(qiáng)弱，故b錯(cuò)誤；
c．根據(jù)化合價(jià)規(guī)則：ClO₂中氯元素為+4價(jià)，氧元素為-2價(jià)，故c正確；      
d．元素非金屬性相對(duì)強(qiáng)弱是化學(xué)性質(zhì)方面的體現(xiàn)，但是物質(zhì)的沸點(diǎn)是物理性質(zhì)的表現(xiàn)，故d錯(cuò)誤．
故答案為：5；2；3s²3p⁶；c；
（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(diǎn)，可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件，屬于原子晶體，故答案為：原子； 
（3）利用題中信息可知Se與濃HNO₃反應(yīng)，Se被氧化為+4價(jià)的H₂SeO₃，HNO₃還原為NO與NO₂，生成NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，即二者計(jì)量系數(shù)比為1：1，令二者系數(shù)為1，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，Se的系數(shù)為$\frac{1×3+1×1}{4}$=1，故反應(yīng)方程式為Se+2HNO₃（濃）=H₂O+SeO₂+NO↑+NO₂↑，
故答案為：Se+2HNO₃（濃）=H₂O+SeO₂+NO↑+NO₂↑；
（4）在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的，所以根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，SeO₂、H₂SO₄（濃）、SO₂的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H₂SO₄（濃）＞SeO₂＞SO₂，
故答案為：H₂SO₄（濃）＞SeO₂＞SO₂；
（5）（i）反應(yīng)中Se元素化合價(jià)由+4價(jià)降低到0價(jià)，I元素化合價(jià)由-1價(jià)升高到0價(jià)，轉(zhuǎn)移4個(gè)電子，可表示為，故答案為：；
（ii）根據(jù)反應(yīng)的方程式可知SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，消耗的n（Na₂S₂O₃）=0.2000 mol/L×0.025L=0.005mol，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算樣品中n（SeO₂）=0.005mol×$\frac{1}{4}$=0.00125mol，故SeO₂的質(zhì)量為0.00125mol×111g/mol=0.13875g，所以樣品中SeO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.13875g}{0.1500g}$×100%=92.5%，故答案為：92.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)有關(guān)知識(shí)，涉及氧化性強(qiáng)弱比較、氧化還原反應(yīng)配平、電子轉(zhuǎn)移表示、氧化還原反應(yīng)滴定計(jì)算等，難度中等，注意（5）中根據(jù)關(guān)系式的計(jì)算．