Question

Ⅰ．用尿素、氢氧化钠和水作为溶剂，预冷至零下12℃，能将极难溶解的纤维素溶化为粘液．武汉大学张俐娜教授因此而荣获美国2011年度安塞姆?佩恩奖．
（1）尿素[CO（NH₂）₂]中元素原子半径最大的原子结构示意图为

 

；能说明氧元素原子比氮元素原子得电子能力强的事实是

 

（填选项）．
A．在NO₂中氧元素显负价，氮元素显正价
B．H₂O的热稳定性比NH₃的稳定
C．常温下H₂O是液态而NH₃是气态
D．O₂比N₂易液化
（2）尿素在土壤中的脲酶作用下会水解生成碳酸铵或碳酸氢铵，若与碱性肥料混合施用，会造成氮元素损失，请用离子方程式解释其原因

 

；
已知：20℃时，H₂CO₃：K_a1=4.2×10^-7；K_a2=5.6×10^-11；NH₃?H₂O：K_b=1.7×10^-5
碳酸氢铵溶液中HCO^-₃、NH⁺₄，OH^-、H⁺四种离子浓度由大到小是

 

（填选项）．
A．c（HCO₃^-）c（NH₄⁺）c（OH^-）c（H⁺）
B．c（NH₄⁺）c（HCO₃^-）c（OH^-）c（H⁺）
C．c（HCO₃^-）c（NH₄⁺）c（H⁺）c（OH^-）
D．c（NH₄⁺）c（HCO₃^-）c（H⁺）c（OH^-）
Ⅱ．NaNO₂外观酷似食盐，误食会中毒．
（3）在酸性条件下，NaNO₂与KI按物质的量1：1恰好完全反应，I^-被氧化为I₂．写出此反应的离子方程式

 

．
（4）工业废水中含少量NO^-₂，可用电解法将NO^-₂转换为N₂除去．N₂将在

 

极生成，写出NO^-₂在酸性条件下转化为N₂的电极反应式

 

．

Answer 1

分析：I．（1）原子的电子层数越多，其原子半径越大，相同周期的元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小；非金属的非金属性越强，其氢化物越稳定、其最高价氧化物的水化物酸性越强、单质的氧化性越强等；
（2）碱性条件下，铵根离子和氢氧根离子反应生成一水合氨，一水合氨不稳定易分解生成氨气和水；
电离平衡常数越大，其电离程度越大，则其离子水解程度越小；
II．（3）酸性条件下，NaNO₂与KI按物质的量1：1恰好完全反应，I^-被氧化为I₂，则亚硝酸根离子被还原生成NO；
（4）电解时，得电子的微粒在阴极上发生还原反应，电解亚硝酸根离子溶液时，阴极上亚硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气和水．

解答：解：I．（1）原子的电子层数越多，其原子半径越大，相同周期的元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径最大的元素是C元素，其原子结构示意图为；
非金属的非金属性越强，其氢化物越稳定、其最高价氧化物的水化物酸性越强、单质的氧化性越强等，
A．在NO₂中氧元素显负价，氮元素显正价，说明氮气的氧化性小于氧气，则O元素的非极性大于N元素，故正确；
B．H₂O的热稳定性比NH₃的稳定，则O元素的非金属性大于N元素，故正确；
C．常温下H₂O是液态而NH₃是气态不能说明O元素的非金属性大于N元素，故错误；
D．O₂比N₂易液化不能说明O元素的非金属性大于N元素，故错误；
故选AB；
故答案为：；AB；
（2）碱性条件下，铵根离子和氢氧根离子反应生成一水合氨，一水合氨不稳定易分解生成氨气和水，所以其离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O；
电离平衡常数越大，其电离程度越大，则其离子水解程度越小，根据电离平衡常数知，电离程度大小关系是H₂CO₃＞NH₃?H₂O＞HCO₃^-，则水解程度CO₃^2-＞NH₄⁺＞HCO₃^-，所以碳酸氢铵溶液中HCO^-₃、NH⁺₄，OH^-、H⁺四种离子浓度由大到小c（HCO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故选B，
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O；B；
II．（3）酸性条件下，NaNO₂与KI按物质的量1：1恰好完全反应，I^-被氧化为I₂，则亚硝酸根离子被还原生成NO，再结合原子守恒书写离子方程式，所以其离子方程式为 2NO₂^-+2I^-+4H⁺=2NO↑+I₂+2H₂O，
故答案为：2NO₂^-+2I^-+4H⁺=2NO↑+I₂+2H₂O；
（4）电解时，得电子的微粒在阴极上发生还原反应，电解亚硝酸根离子溶液时，阴极上亚硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂↑+4H₂O，
故答案为：阴；2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂+4H₂O．

点评：本题考查了离子方程式的书写、电极反应式的书写、盐类水解等知识点，根据氧化还原反应中反应物和生成物来书写离子方程式，结合得失电子书写电极反应式，难点是离子浓度大小的比较，明确电离平衡常数与离子水解程度关系即可解答，难度中等．