Question

利用¹⁵N可以测定亚硝酸盐对地下水质的污染情况．
（1）下列说法正确的是

 

．
A．¹⁴N与¹⁵N为同种核素
B．¹⁴N的第一电离能小于¹⁴C
C．¹⁵NH₃与¹⁴NH₃均能形成分子间氢键
D．CH₃¹⁵NH₂与CH₃CH₂¹⁴NH₂互为同系物
（2）¹⁵N的价层电子排布图为

 

¹⁵NH₄Cl的晶胞与CsCl相同，则¹⁵NH₄Cl晶体中¹⁵NH₄⁺的配位数为

 

；¹⁵NH₄⁺中^I5N的杂化轨道类型为

 

．
（3）工业上电解法处理亚硝酸盐的模拟工艺如图．
已知：阳极区发生化学反应：2N0₂^-+8H⁺+6Fe²⁺═N₂↑+6Fe³⁺+4H_zO
①阳极电极反应方程式是

 

（不考虑后续反应）；
②若硫酸溶液浓度过大，阴极区会有气体逸出，该气体为

 

（填化学式）；该现象表明c（ H⁺ ）越大，H⁺氧化性越

 

；
③若电解时电路中有0.6mol电子转移，且NaNO₂有剩余，则电解池中生成Na₂SO₄

 

mol．

Answer 1

分析：（1）A．质子数相同而中子数不同的核素互为同位素；
B．同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，第一电离能逐渐增大但ⅤA族大于ⅥA族元素；
C．氢键是X-H…Y形式的键，X为氮氧氟；
D．结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH₂原子团的物质互称为同系物．
（2）氮原子最外层有5个单子；CsCl属于简单立方晶胞；根据杂化轨道数判断杂化类型，杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数，据此判断杂化类型；
（3）①活泼金属做阳极，金属失电子；
②阳离子在阴极放电；
③根据电子守恒求出NaNO₂的物质的量；然后根据元素守恒解题．

解答：解：（1）A．¹⁴N与¹⁵N为中子数不同，不是同种核素，互为同位素，故A错误；
B．N的价电子层为半充满结构，更加稳定，故B错误；
C．含有N元素，故能形成氢键，故C正确；
D．二者结构相似，分子组成相差一个“CH₂”，故D正确，
故答案为：CD；
（2）¹⁵N的价层电子排布图为；CsCl属于简单立方晶胞，8个Cl^- （或Cs⁺）位于立方体的八个顶点，立方体中心为Cs^+（或Cl^-），所以每个Cs的周围，有8个Cl^-，每个Cl^-周围有8个Cs⁺，¹⁵NH₄Cl的晶胞与CsCl相同，即阴阳离子的配位数均为8；铵根离子中氮原子含有4个δ键且不含孤电子对，所以其采用sp³杂化，故答案为：；8；sp³杂化；
（3）①活泼金属做阳极，金属失电子：Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
②阳离子在阴极放电，氢离子浓度大了放电生成氢气，故答案为：H₂；强；
③由电极反应知转移0.6 mol电子时生成Fe²⁺ 0.3 mol，故消耗NaNO₂ 0.1mol，根据钠元素守恒可知生成Na₂SO₄0.05 mol，故答案为：0.05．

点评：本题考查电离能、请柬、原子杂化类型的判断和电解原理，根据“杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数”来解答即可，原子杂化类型的判断是高考的热点，所以是学习的重点，难度中等．