Question

H、C、N、O、Si、P、S、Cl都是中學(xué)化學(xué)中常見的非金屬元素，請根據(jù)題意回答與這些元素有關(guān)的問題：
（1）請面出S的原子結(jié)構(gòu)示意圖：

 

．
（2）紅磷在氯氣中燃燒生成兩種氯化物，其中一種氯化物分子中每個原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，則該氯化物的空間構(gòu)型與下列

 

（填字母）分子最相似．
A．H₂O  B．CCl₄ C．NH₃ D．CS₂
（3）氮化硅（Si₃N₄）是一種高溫結(jié)構(gòu)材料，用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加熱可生成較高純度的氮化硅，其反應(yīng)方程式為

 

．
（4）粉末狀的Si₃N₄對空氣和水都不穩(wěn)定，但將粉末狀的Si₃N₄和適量氧化鎂在230×1.01×10⁵Pa和185℃的密閉容器中熱處理，可以得到對空氣、水、和酸都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料，同時還可生成對水不穩(wěn)定的Mg₃N₂，熱處理后除去MgO和Mg₃N₂的方法是

 

．
（5）現(xiàn)在含NH₃3.4mg?L^-1的廢水150m³（密度為1g?cm^-3），可用如下方法進(jìn)行處理：將甲醇加入含氨的廢水中，在一種微生物作用下發(fā)生如下反應(yīng)：
Ⅰ．O₂+NH₃→NO

- 3

+H⁺+H₂0
Ⅱ．NO

- 3

+H⁺+CH₃OH→N₂↑+CO₂↑+H₂O
若用此方法處理，假設(shè)每步的轉(zhuǎn)化率為100%，需要甲醇

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,無機(jī)非金屬材料

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu),碳族元素

分析：（1）S為16號元素，核外有16個電子，根據(jù)每層最多容納2n²個電子，最外層不超8個可畫出硫原子結(jié)構(gòu)示意圖；（2）紅磷在氯氣中燃燒生成兩種氯化物，其中一種氯化物分子中每個原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)應(yīng)是PCl₃，中心原子P上的電子對=σ鍵電子對+孤電子對=3+1/2（5-3×1）=4，孤電子對數(shù)為1，按照價層電子對互斥理論，判斷為三角錐形，NH₃分子與它最相似；（3）根據(jù)題干信息寫出方程式，根據(jù)質(zhì)量守恒配平即可；（4）熱處理后得到對空氣、水、和酸都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料，同時還可生成對水不穩(wěn)定的Mg₃N₂，而MgO、Mg（OH）₂可溶于酸，故除去穩(wěn)定固體材料中的MgO和Mg₃N₂可加足量稀鹽酸后過濾．（5）多步反應(yīng)計(jì)算可建立關(guān)系式求解，將題給方程式配平后可得到如下關(guān)系式：6NH₃～6NO₃^-～5CH₃OH，則n（CH₃OH）=5/6n（NH₃）．

解答： 解：（1）S為16號元素，根據(jù)每層最多容納2n²個電子，最外層不超8個，則其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）紅磷在氯氣中燃燒生成兩種氯化物，其中一種氯化物分子中每個原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)應(yīng)是PCl₃，中心原子P上的電子對=σ鍵電子對+孤電子對=3+1/2（5-3×1）=4，孤電子對數(shù)為1，按照價層電子對互斥理論，判斷為三角錐形，NH₃分子與它最相似，故選C；
（3）先寫出SiCl₄+N₂+H₂→Si₃N₄+HCl，再根據(jù)原子守恒配平得3SiCl₄+2N₂+6H₂=Si₃N₄+12HCl，故答案為：3SiCl₄+2N₂+6H₂=Si₃N₄+12HCl；（4）熱處理后得到對空氣、水、和酸都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料，同時還可生成對水不穩(wěn)定的Mg₃N₂，Mg₃N₂與鹽酸反應(yīng)生成MgCl₂和NH₄Cl，而MgO、Mg（OH）₂可溶于酸，故除去穩(wěn)定固體材料中的MgO和Mg₃N₂可加足量稀鹽酸后過濾，故答案為：加足量稀鹽酸后過濾，（5）150m³廢水中含m（NH₃）=150×10³L×3.4×10^-3g?L^-1=510g，n（NH₃）=

510g

17g?L-1

=30mol；反應(yīng)Ⅰ配平后為2O₂+NH₃=NO

- 3

+H⁺+H₂0，反應(yīng)Ⅱ配平后為6NO

- 3

+6H⁺+5CH₃OH=3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O，則關(guān)系式為6NH₃～6NO₃^-～5CH₃OH，則n（CH₃OH）=

5

6

n（NH₃）=

5

6

×30mol=25mol，n（CH₃OH）=25mol×32g?mol^-1=800g，
故答案為：800．

點(diǎn)評：本題綜合性強(qiáng)，涉及原子結(jié)構(gòu)、分子的空間結(jié)構(gòu)，方程式的配平和計(jì)算，除雜等知識，要求學(xué)生具有牢固的基礎(chǔ)知識和運(yùn)用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算的技能．