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）上述反應涉及的元素中，氮原子核外未成對電子數是3個；O^2-、Na⁺、Cl^-中半徑最小的是Na⁺．
（2）NaCN晶體中含有的化學鍵類型為離子鍵、共價鍵．
（3）第二段過程中，產物屬于共價化合物的電子式是，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．配平第二段過程的化學方程式并標出電子轉移的方向和數目．
（5）綜合兩段反應，處理含有0.01mol NaCN的廢水，至少需NaClO0.025mol．
（6）請用一個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個單電子；電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，原子序數越大，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鍵；
（3）只含有共價鍵的化合物屬于共價化合物；根據分子的結構和對稱性判斷；
（4）NaOCN+NaClO→Na₂CO₃+CO₂↑+NaCl+N₂↑反應中NaClO中Cl元素的化合價降低2價，NaOCN中N元素的化合價升高3價，根據電子守恒和原子守恒配平；
（5）根據反應的方程式計算；
（6）元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性越強．

解答 解：（1）N原子的2p軌道上有3個單電子，所以氮原子核外未成對電子數是3；電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，原子序數越大，半徑越小，則O^2-、Na⁺、Cl^-中半徑關系為：Cl^-＞O^2-＞Na⁺，即Na⁺的半徑最�。�
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之間存在共價鍵；
故答案為：離子鍵、共價鍵；
（3）第二段過程中，產物屬于共價化合物的是CO₂，其結構式為O=C=O，碳原子和氧原子之間有2對電子，其電子式為，分子構型為直線型，結構對稱為非極性分子；
故答案為：；非極性；
（4）NaOCN+NaClO→Na₂CO₃+CO₂↑+NaCl+N₂↑反應中NaClO中Cl元素的化合價降低2價，NaOCN中N元素的化合價升高3價，配平方程式為：2NaOCN+3NaClO=Na₂CO₃+CO₂↑+3NaCl+N₂↑，反應中轉移電子數為6，則標出電子轉移的方向和數目為；
故答案為：；
（5）已知反應方程式為①NaCN+NaClO=NaOCN+NaCl，②第二段：2NaOCN+3NaClO=Na₂CO₃+CO₂↑+3NaCl+N₂↑，
0.01mol NaCN發生①消耗0.01molNaClO，生成0.01molNaOCN，發生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，其最高價含氧酸的酸性越強，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↑．

點評 本題考查了氧化還原反應方程式書寫、計算、元素周期律等有關判斷，題目難度中等，明確氧化還原反應的實質及配平原則為解答關鍵，試題知識點較多，充分考查了學生的分析能力及靈活應用能力．