Question

6．世上的物质往往由不同的元素组成，它们对人类的作用却有“功与过”之分．
I．经分析确定车辆气囊中粉末含有Na、Fe、N、O四种元素，当车辆发生碰撞瞬间，安全装置通电点火，使其中的粉末分解释放出大量保护气形成安全气囊．试回答：
（1）氧原子的结构示意图为．
（2）气囊粉末中能释放出保护气的化合物由两种短周期元素组成，且2mol 该物质分解可产生3mol非金属单质和2mol 金属单质．该化合物的化学式为NaN₃．
II．经分析确定工业废水中的N、P元素是造成水体富营养化的关键因素．某农药厂排放的废水中常含有较多的NH₄⁺和PO₄^3-，一般可以通过两种方法将其除去．
（3）方法一：将Ca（OH）₂或CaO 投加到待处理的废水中，生成磷酸钙，从而进行回收．当处理后的废水中c（Ca²⁺）=2×10^-7 mol•L^-1时，溶液中c（PO₄^3-）=5×10^-7mol/Lmol•L^-1．（已知K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2×10^-33）
（4）方法二：在废水中加入镁矿工业废水，就可以生成高品位的磷矿石-鸟粪石（MgNH₄PO₄），反应的方程式为Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-=MgNH₄PO₄↓．该方法中需要控制污水的pH，若pH高于11，鸟粪石的产量会大大降低．其原因可能为当pH高于11时，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺会与OH^-反应生成弱电解质Mg（OH）₂、NH₃•H₂O，从而减少鸟粪石的产量．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）氧原子核外有2个电子层，最外层电子数为6；
（2）2mol 该物质分解可产生3mol非金属单质和2mol 金属单质，1mol化合物含有3mol非金属、1mol金属，应为NaN₃；
Ⅱ．（3）利用沉淀溶解平衡常数，计算；
（4）若pH高于11，鸟粪石的产量会大大降低，可能是溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺会与OH^-反应．

解答 解：（1）氧原子核外有2个电子层，最外层电子数为6，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）2mol 该物质分解可产生3mol非金属单质和2mol 金属单质，1mol化合物含有3mol非金属、1mol金属，应为NaN₃，故答案为：NaN₃；
（3）K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2×10^-33，（2×10^-7）³×c²（PO₄^3-）=2×10^-33，c（PO₄^3-）=5×10^-7 mol/L，故答案为：5×10^-7 mol/L；
（4）若pH高于10.7，鸟粪石的产量会大大降低，可能是溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺会与OH^-反应，平衡向逆反应方向移动，同时除去废水中的氮，用了镁矿工业废水，
故答案为：当pH高于11时，溶液中的Mg²⁺、NH₄⁺会与OH^-反应生成弱电解质Mg（OH）₂、NH₃•H₂O，从而减少鸟粪石的产量．

点评 本题考查考查较为综合，涉及元素化合物、难容电解质的溶解平衡等，侧重于化学与生活、生产的考查，难度中等，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力．