Question

16．离子是构成物质的基本微粒之一，下表中是中学常见的离子：

阳离子	K+、Al3+、Ba2+、NH4+
阴离子	Cl-、OH-、SO42-、CO32-

回答下列问题：
（1）Cl^-离子的结构示意图是．　Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三种离子可组成一种盐，写出该盐的一种用途净水剂．
（2）将含OH^-离子的溶液 滴入浓度均为0.1 mol/L的Al³⁺和NH₄⁺的混合溶液中，若测得溶液中NH₄⁺减少了一半，此时，溶液中不存在（填“存在”或“不存在”）大量的Al³⁺．
（3）物质A和B分别由上表中的两种离子组成，将它们分别溶于水中，A的溶液显酸性，将A、B两溶液混合，微热，既有白色沉淀，又有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成．
则B的阳离子是Ba²⁺，用离子方程式表示A溶液显酸性的原因NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺．
（4）常温下，将（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，测得溶液中N H₄⁺和CO₃^2 -的浓度比为2：1，此时该溶液的pH＜（ 填“＜”、“=”或“＞”）7．
（5）在微生物作用的条件下，NH₄⁺可被空气氧化成NO₃^-．写出该反应的离子方程式：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺．
（6）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定条件下，半分钟后达到平衡，测得容器中含NH₃ 0.08mol，则ν（H₂）=0.048mol．L^-1．min^-1，此时N₂的转化率为40%；若继续通入0.10mol N₂和0.30molH₂，则平衡向正反应方向移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）．

Answer 1

分析 （1）氯离子核外有18个电子，有3个电子层，各层电子数为2、8、8；
Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三种离子可组成一种盐为明矾，可以用作净水剂；
（2）由于Al³⁺与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，则OH^-离子先与Al³⁺反应生成氢氧化铝沉淀，Al³⁺反应完毕，OH^-离子再与NH₄⁺离子反应；
（3）物质A和B分别由上表中的两种离子组成，将它们分别溶于水中，将A、B两溶液混合，微热，既有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，该气体为氨气，应是NH₄⁺与OH^-反应，且有白色沉淀生成、A的溶液显酸性，则A中含有弱碱根离子NH₄⁺，B中含有OH^-，A为（NH₄）₂SO₄、B为Ba（OH）₂；
（4）根据电荷守恒可知：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-），由于c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-），则c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
（5）NH₄⁺可被空气氧化成NO₃^-，反应物为铵根离子和氧气，生成物硝酸根离子，根据电荷守恒和质量守恒定律可知反应产物中还有水和氢离子；
（6）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定条件下，半分钟后达到平衡，测得容器中含NH₃ 0.08mol，则：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃ （g）
起始量（mol）：0.1    0.3     0
变化量（mol）：0.04   0.12    0.08
平衡量（mol）：0.06   0.18    0.08
根据v=$\frac{△c}{△t}$计算ν（H₂），转化率=$\frac{物质的量变化量}{起始物质的量}$×100%；
若继续通入0.10mol N₂和0.30molH₂，反应物浓度增大，平衡正向移动．

解答 解：（1）氯离子核外有18个电子，有3个电子层，各层电子数为2、8、8，离子结构示意图为：；
Al³⁺、K⁺、SO₄^2-三种离子可组成一种盐为明矾，可以用作净水剂，
故答案为：；净水剂；
（2）由于Al³⁺与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，则OH^-离子先与Al³⁺反应生成氢氧化铝沉淀，Al³⁺反应完毕，OH^-离子再与NH₄⁺离子反应，所以溶液中NH₄⁺减少了一半，则铝离子一定不会大量存在，
故答案为：不存在；
（3）物质A和B分别由上表中的两种离子组成，将它们分别溶于水中，将A、B两溶液混合，微热，既有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，该气体为氨气，应是NH₄⁺与OH^-反应，且有白色沉淀生成、A的溶液显酸性，则A中含有弱碱根离子NH₄⁺，B中含有OH^-，A为（NH₄）₂SO₄、B为Ba（OH）₂，则B的阳离子是Ba²⁺，用离子方程式表示A溶液显酸性的原因：NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺，
故答案为：Ba²⁺；NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺；
（4）根据电荷守恒可知：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+c（CO₃^2-），由于c（NH₄⁺）=2c（CO₃^2-），则c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-），所以溶液中c（H⁺）＞c（OH^-），所以溶液显示酸性，
故答案为：＜；
（5）在微生物作用的条件下，NH₄⁺可被空气氧化成NO₃^-，反应中N化合价升高被氧化，空气中的氧气化合价降低被还原，根据电荷守恒、质量守恒定律可以判断，反应产物为水和氢离子，所以反应的离子方程式为：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺，
故答案为：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+H₂O+2H⁺；
（6）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.10mol N₂和0.30molH₂，一定条件下，半分钟后达到平衡，测得容器中含NH₃ 0.08mol，则：
           N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃ （g）
起始量（mol）：0.1   0.3     0
变化量（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），氮气的转化率=$\frac{0.04mol}{0.1mol}$×100%=40%；
若继续通入0.10mol N₂和0.30molH₂，反应物浓度增大，平衡正向移动，
故答案为：0.048；40%；向正反应方向．

点评 本题考查化学平衡计算、盐的水解原理及其应用、未知物的推断、常用化学用语等知识，题目难度中等，试题涉及的知识点较多，注意掌握常见离子的检验方法，难度中等．