Question

已知a、e、I为三种由短周期元素构成的粒子，它们都有10个电子，其结构特点如下：

物质A由a、e构成，B、C、D、K都是单质，各有关物质之间的相互反应转化关系如下图所示，反应①-⑤都是用于工业生产的反应，⑥、⑦反应中个别产物在图中略去．
请填写下列空白：

（1）a的结构示意图：

J分子的极性

极性分子

，在F的晶体中，与a离子距离最近且相等的a离子个数为

12

个．
（2）写出下列反应的离子反应方程式：
H+E（溶液）→M

H⁺+ClO^-═HClO

，F+G→A+B+C

2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑

．
（3）E（溶液）能与I以1：2的物质的量之比反应生成N、F和G，N中各原子均已达到惰性气体的稳定结构，写出该反应的化学方程式

NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O

（4）L是由3种元素构成的分子，能与I以1：2的物质的量之比反应生成尿素CO（NH₂）₂和物质H，写出L的电子式

；
（5）反应③用于工业生产时应在

合成塔

中进行（填设备名称）；反应④用于工业生产时为了防止B和C混合反应产生危险，
所使用的一种特殊材料的名称为

离子交换膜

，在该工业生产中它还具有的作用是

只允许阴离子和气体通过从而防止NaOH与氯气反应

．
（6）常温下，实验室模拟工业反应④的过程如图所示，标况下，当电极上产生 112ml（已折算为标准状况下的体积）B气体时，烧杯中溶液的pH=

13

．（假设气体完全逸出，溶液体积不变），此时锌锰干电池中消耗锌

0.325

克．

Answer 1

分析：a、e、I为三种由短周期元素构成的粒子，它们都有10个电子，由结构特点可知，a为Na⁺，e为OH^-，I为NH₃，物质A由a、e构成，则A为NaOH，B、C、D、K都是单质，结合图中各物质的转化关系可知，B为Cl₂，C为H₂，D为N₂，E为NaClO，F为NaCl、G为H₂0，H为HCl，反应④为电解食盐水，M为HClO，所以K为O₂，则反应⑤为氨气的催化氧化反应，结合问题及化学用语来解答．

解答：解：a、e、I为三种由短周期元素构成的粒子，它们都有10个电子，由结构特点可知，a为Na⁺，e为OH^-，I为NH₃，物质A由a、e构成，则A为NaOH，B、C、D、K都是单质，结合图中各物质的转化关系可知，B为Cl₂，C为H₂，D为N₂，E为NaClO，F为NaCl、G为H₂0，H为HCl，反应④为电解食盐水，M为HClO，所以K为O₂，则反应⑤为氨气的催化氧化反应，
（1）a为Na⁺，Na⁺的结构示意图为，由氨气与氧气反应生成NO和H₂0，则J为NO，为极性分子，F为NaCl，为离子晶体，钠离子位于体心，与12条棱心的钠离子距离最近且相等，则与a离子距离最近且相等的a离子个数为12个，故答案为：；极性分子；12；
（2）H为HCl，E为NaClO，H+E（溶液）→M的离子反应为H⁺+ClO^-═HClO，F+G→A+B+C的离子反应为2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：H⁺+ClO^-═HClO；2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；
（3）E（溶液）能与I以1：2的物质的量之比反应生成N、F和G，N中各原子均已达到惰性气体的稳定结构，该反应为NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案为：NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O；
（4）L是由3种元素构成的分子，能与I（NH₃）以1：2的物质的量之比反应生成尿素CO（NH₂）₂和物质H，H为HCl，由元素守恒可知，L为COCl₂，其电子式为，
故答案为：；
（5）反应③为合成氨的反应，工业生产中再合成塔中进行，反应④用于工业生产时为了防止B和C混合反应产生危险，一般使用离子交换膜，只允许阴离子和气体通过从而防止NaOH与氯气反应，故答案为：合成塔；离子交换膜；只允许阴离子和气体通过从而防止NaOH与氯气反应；
（6）B为Cl₂，由2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，可知c（OH^-）=

0.112L 22.4L/mol ×2

0.1L

=0.1mol/L，所以pH=13，由电子守恒可知，Zn～2e^-～Cl₂，则消耗的Zn为

0.112L

22.4L/mol

×65g/mol=0.325g，故答案为：13；0.325．

点评：本题考查无机物的推断及化学反应原理，题目难度较大，物质的推断是解答本题的关键，并熟悉化学用语、电解原理等知识来解答即可，（4）为学生解答的难点和易错点．