Question

6．世上的物質往往由不同的元素組成，它們對人類的作用卻有“功與過”之分．
I．經分析確定車輛氣囊中粉末含有Na、Fe、N、O四種元素，當車輛發(fā)生碰撞瞬間，安全裝置通電點火，使其中的粉末分解釋放出大量保護氣形成安全氣囊．試回答：
（1）氧原子的結構示意圖為．
（2）氣囊粉末中能釋放出保護氣的化合物由兩種短周期元素組成，且2mol 該物質分解可產生3mol非金屬單質和2mol 金屬單質．該化合物的化學式為NaN₃．
II．經分析確定工業(yè)廢水中的N、P元素是造成水體富營養(yǎng)化的關鍵因素．某農藥廠排放的廢水中常含有較多的NH₄⁺和PO₄^3-，一般可以通過兩種方法將其除去．
（3）方法一：將Ca（OH）₂或CaO 投加到待處理的廢水中，生成磷酸鈣，從而進行回收．當處理后的廢水中c（Ca²⁺）=2×10^-7 mol•L^-1時，溶液中c（PO₄^3-）=5×10^-7mol/Lmol•L^-1．（已知K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2×10^-33）
（4）方法二：在廢水中加入鎂礦工業(yè)廢水，就可以生成高品位的磷礦石-鳥糞石（MgNH₄PO₄），反應的方程式為Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-=MgNH₄PO₄↓．該方法中需要控制污水的pH，若pH高于11，鳥糞石的產量會大大降低．其原因可能為當pH高于11時，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會與OH^-反應生成弱電解質Mg（OH）₂、NH₃•H₂O，從而減少鳥糞石的產量．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）氧原子核外有2個電子層，最外層電子數為6；
（2）2mol 該物質分解可產生3mol非金屬單質和2mol 金屬單質，1mol化合物含有3mol非金屬、1mol金屬，應為NaN₃；
Ⅱ．（3）利用沉淀溶解平衡常數，計算；
（4）若pH高于11，鳥糞石的產量會大大降低，可能是溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會與OH^-反應．

解答 解：（1）氧原子核外有2個電子層，最外層電子數為6，原子結構示意圖為，故答案為：；
（2）2mol 該物質分解可產生3mol非金屬單質和2mol 金屬單質，1mol化合物含有3mol非金屬、1mol金屬，應為NaN₃，故答案為：NaN₃；
（3）K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2×10^-33，（2×10^-7）³×c²（PO₄^3-）=2×10^-33，c（PO₄^3-）=5×10^-7 mol/L，故答案為：5×10^-7 mol/L；
（4）若pH高于10.7，鳥糞石的產量會大大降低，可能是溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會與OH^-反應，平衡向逆反應方向移動，同時除去廢水中的氮，用了鎂礦工業(yè)廢水，
故答案為：當pH高于11時，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺會與OH^-反應生成弱電解質Mg（OH）₂、NH₃•H₂O，從而減少鳥糞石的產量．

點評 本題考查考查較為綜合，涉及元素化合物、難容電解質的溶解平衡等，側重于化學與生活、生產的考查，難度中等，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用能力．