Question

在一百多种化学元素中，非金属占了23种．80%的非金属元素在社会中占重要位置．如C、N、O、Si、Cl等．
（1）氯元素原子最外电子层上有

 

种能量不同的电子，该元素的简单阴离子核外电子排是

 

．
（2）由氮元素与硅元素组成的物质，可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于

 

晶体，请写出该化合物的化学式

 

．
（3）下列事实能说明氯与氧两元素非金属性相对强弱的有

 

．（选填编号）
a．Cl原子最外层电子数比氧多               
b．酸性：HCl＞H₂O
c．ClO₂中氯元素为+4价，氧元素为-2价      
d．沸点：H₂O＞HCl
（4）与Cl₂相比较，ClO₂处理水时被还原成Cl^-，不生成有机氯代物等有害物质．工业上可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO₂，反应如下：NaClO₂+HCl→ClO₂↑+

 

（没有配平）．上述方程式中，缺项物质是

 

，配平方程式，并补全反应物系数．
（5）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是

 

．生成0.2mol ClO₂转移电子的物质的量为

 

 mol．
（6）ClO₂对污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-和CN^-等有明显的去除效果．某污水中含CN^-amg/L，现用ClO₂将CN^-氧化，只生成两种无毒气体．处理100m³这种污水，至少需要ClO₂

 

 mol．

Answer 1

考点：氯、溴、碘及其化合物的综合应用,非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律,氧化还原反应

专题：氧化还原反应专题,元素周期律与元素周期表专题,卤族元素

分析：（1）元素原子不同轨道上电子具有的能量是不一样的，根据核外电子排布式的书写方法来回答；
（2）氮化硅具有很高的熔点，属于原子晶体；
（3）非金属性相对强弱的比较方法：最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，氢化物的稳定性、和氢气化合的难以程度等；
（4）用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO₂，根据氧化还原反应中化合价的升降情况以及电子转移情况来回答；
（5）氧化还原反应中，化合价升高元素所在的反应物是还原剂，元素化合价降低元素所在的反应物是氧化剂，化合价升高值=化合价降低值=转移电子数；
（6）ClO₂将CN^-氧化，只生成两种无毒气体，即氮气和二氧化碳，根据化学方程式结合污水的量进行计算即可．

解答： 解：（1）Cl元素原子最外层电子数是7，分布在s、p两个轨道上，不同轨道上电子具有的能量是不一样的，所以氯元素原子最外电子层上有2种能量不同的电子，元素的简单阴离子氯离子核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，故答案为：2；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；
（2）由氮元素与硅元素组成的物质，氮化硅具有很高的熔点，可用于制造发动机的耐热部件，属于原子晶体，故答案为：原子；Si₃N₄；
（3）a．最外层电子数不能说明元素非金属性性的强弱，故a错误，
b．元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，可以判断元素的非金属性强弱，故b错误；
c．根据化合价规则：ClO₂中氯元素为+4价，氧元素为-2价，故c正确；      
d．元素非金属性相对强弱是化学性质方面的体现，但是物质的沸点是物理性质的表现，故d错误．
故选c．
（4）用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO₂，在该氧化还原反应中，化合价的升高和降低的元素是Cl，所以产物是氯化钠和水，NaClO₂值Cl元素化合价从+3价降低到-1价，Cl元素化合价从+3升高到+4价，根据电子守恒，所以二氧化氯系数是4，HCl系数是4，亚氯酸钠系数是5，氯化钠系数是5，根据氢元素守恒，水前边系数是2，故答案为：5NaClO₂+4HCl；
（5）该反应中氧化剂和还原剂军事亚氯酸钠，氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：4，生成4molmolClO₂转移电子的物质的量是4mol，所以生成0.2mol ClO₂转移电子的物质的量为0.2mol，故答案为：1：4；0.2；
（6）用ClO₂将CN^-氧化，生成氮气和二氧化碳两种无毒气体的化学方程式为：2ClO₂+2CN^-=2CO₂+2Cl-+N₂↑，amg/L这种污水中含有CN^-的质量是100ag，CN^-的物质的量为：

100ag

26g/mol

=

50a

13

mol，所以需要ClO₂的物质的量是

50a

13

mol，故答案为：

50a

13

．

点评：本题考查学生氧化还原反应的基本概念和理解，是对学生综合能力的考查，要求学生具有扎实的基础和分析解决问题的能力，难度不大．