Question

N是重要的非金屬元素，尿素、羥胺、硝酸、亞硝酸鈉均為重要的含氮化合物．
（1）尿素[CO（NH₂）₂]是人類利用無(wú)機(jī)物合成的第一種有機(jī)物．
①尿素中元素原子半徑最大的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

；
②尿素在土壤中的脲酶作用下會(huì)水解生成碳酸銨或碳酸氫銨，若與堿性肥料混合施用，會(huì)造成氮元素?fù)p失，請(qǐng)用離子方程式解釋其原因

 

；
③已知：20°C時(shí)，H₂CO₃：K_a1=4.2×10ˉ⁷、K_a2=5.6×10ˉ¹¹；NH₃?H₂O：K_b=1.7×10ˉ⁵，碳酸氫銨溶液中HCO₃ˉ、NH₄⁺、OHˉ、H⁺四種離子濃度由大到小的順序?yàn)?div id="lb5ffxt" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（2）羥胺（NH₂OH）可看做是氨分子內(nèi)的1個(gè)氫原子被羥基取代的物質(zhì)，常用作還原劑．
①利用羥胺的還原性，可以除去含F(xiàn)e²⁺中的Fe³⁺，氧化產(chǎn)物是一種性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)污染的氣體，寫出反應(yīng)的離子方程式

 

②制備NH₂OH?HCl（鹽酸羥胺）的一種工藝流程如圖所示：

ⅰ步驟中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

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ⅱ步驟中使用的NaNO₂外觀酷似食鹽，誤食會(huì)中毒．可用電解法將工業(yè)廢水中少量的NO₂ˉ轉(zhuǎn)化為N₂以降低其危害．寫出NO₂ˉ在酸性條件下轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾碾姌O反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氮族元素簡(jiǎn)介,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：元素及其化合物

分析：（1）①尿素[CO（NH₂）₂]氮原子半徑最大；
②堿性條件下，銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨不穩(wěn)定易分解生成氨氣和水；
③電離平衡常數(shù)越大，其電離程度越大，則其離子水解程度越小；
（2）①羥胺被氧化生成氮?dú)猓?br />②二氧化硫和氫氧化鈣反應(yīng)生成鹽和水；電解時(shí)，得電子的微粒在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電解亞硝酸根離子溶液時(shí)，陰極上亞硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮?dú)夂退��?/div>

解答： 解：（1）①原子的電子層數(shù)越多，其原子半徑越大，相同周期的元素中，原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以原子半徑最大的元素是C元素，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
②堿性條件下，銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨不穩(wěn)定易分解生成氨氣和水，所以其離子方程式為：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O，故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O；
③電離平衡常數(shù)越大，其電離程度越大，則其離子水解程度越小，根據(jù)電離平衡常數(shù)知，電離程度大小關(guān)系是NH₃?H₂O＞H₂CO₃＞HCO₃^-，則水解程度CO₃^2-＞HCO₃^-＞NH₄⁺，所以碳酸氫銨溶液呈堿性，溶液中還存在碳酸根離子等，所以HCO^-₃、NH⁺₄、OH^-、H⁺四種離子濃度由大到小c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）①羥胺被氧化生成氮?dú)夂退�，反�?yīng)的離子方程式為2NH₂OH+2Fe³⁺=2Fe²⁺+N₂↑+2H₂O+2H⁺，故答案為：2NH₂OH+2Fe³⁺=2Fe²⁺+N₂↑+2H₂O+2H⁺；
②二氧化硫和氫氧化鈣反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)化學(xué)方程式：Ca（OH）₂+2SO₂=Ca（HSO₃）₂；電解時(shí)，得電子的微粒在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電解亞硝酸根離子溶液時(shí)，陰極上亞硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，電極反應(yīng)式為2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂↑+4H₂O，故答案為：Ca（OH）₂+2SO₂=Ca（HSO₃）₂；2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了離子方程式的書寫、電極反應(yīng)式的書寫、鹽類水解等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物來(lái)書寫離子方程式，結(jié)合得失電子書寫電極反應(yīng)式，難點(diǎn)是離子濃度大小的比較，難度中等．