Question

5．電鍍廢水中常含有劇毒的NaCN，可用兩段氧化法處理：
①第一段：NaCN+NaClO→NaOCN+NaCl
②第二段：NaOCN+NaClO→Na₂CO₃+CO₂↑+NaCl+N₂↑（未配平）
完成下列填空：
（1）上述反應(yīng)涉及的元素中，氮原子核外未成對(duì)電子數(shù)是3個(gè)；O^2-、Na⁺、Cl^-中半徑最小的是Na⁺．
（2）NaCN晶體中含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵、共價(jià)鍵．
（3）第二段過程中，產(chǎn)物屬于共價(jià)化合物的電子式是，其屬于非極性（填“極
性”或“非極性”）分子．
（4）已知：NaOCN中N元素為-3價(jià)．配平第二段過程的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（5）綜合兩段反應(yīng)，處理含有0.01mol NaCN的廢水，至少需NaClO0.025mol．
（6）請(qǐng)用一個(gè)方程式證明氮的非金屬性大于碳：Na₂CO₃+2HNO₃=NaNO₃+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）N原子的2p軌道上有3個(gè)單電子；電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，原子序數(shù)越大，半徑越小；
（2）活潑金屬元素與活潑非金屬元素易形成離子鍵，非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵；
（3）只含有共價(jià)鍵的化合物屬于共價(jià)化合物；根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)和對(duì)稱性判斷；
（4）NaOCN+NaClO→Na₂CO₃+CO₂↑+NaCl+N₂↑反應(yīng)中NaClO中Cl元素的化合價(jià)降低2價(jià)，NaOCN中N元素的化合價(jià)升高3價(jià)，根據(jù)電子守恒和原子守恒配平；
（5）根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算；
（6）元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)．

解答 解：（1）N原子的2p軌道上有3個(gè)單電子，所以氮原子核外未成對(duì)電子數(shù)是3；電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，原子序數(shù)越大，半徑越小，則O^2-、Na⁺、Cl^-中半徑關(guān)系為：Cl^-＞O^2-＞Na⁺，即Na⁺的半徑最小；
故答案為：3；Na⁺；
（2）NaCN晶體中鈉離子與CN^-之間存在離子鍵，C與N之間存在共價(jià)鍵；
故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵；
（3）第二段過程中，產(chǎn)物屬于共價(jià)化合物的是CO₂，其結(jié)構(gòu)式為O=C=O，碳原子和氧原子之間有2對(duì)電子，其電子式為，分子構(gòu)型為直線型，結(jié)構(gòu)對(duì)稱為非極性分子；
故答案為：；非極性；
（4）NaOCN+NaClO→Na₂CO₃+CO₂↑+NaCl+N₂↑反應(yīng)中NaClO中Cl元素的化合價(jià)降低2價(jià)，NaOCN中N元素的化合價(jià)升高3價(jià)，配平方程式為：2NaOCN+3NaClO=Na₂CO₃+CO₂↑+3NaCl+N₂↑，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，則標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為；
故答案為：；
（5）已知反應(yīng)方程式為①NaCN+NaClO=NaOCN+NaCl，②第二段：2NaOCN+3NaClO=Na₂CO₃+CO₂↑+3NaCl+N₂↑，
0.01mol NaCN發(fā)生①消耗0.01molNaClO，生成0.01molNaOCN，發(fā)生②消耗0.015molNaClO，所以處理含有0.01mol NaCN的廢水，至少需NaClO為0.025mol；
故答案為：0.025；
（6）元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，證明氮的非金屬性大于碳，則證明硝酸的酸性大于碳酸即可，由方程式Na₂CO₃+2HNO₃=NaNO₃+H₂O+CO₂↑可知，硝酸的酸性大于碳酸；
故答案為：Na₂CO₃+2HNO₃=NaNO₃+H₂O+CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式書寫、計(jì)算、元素周期律等有關(guān)判斷，題目難度中等，明確氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及配平原則為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．