Question

（15分）月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素，是人類未來的資源寶庫。
（1）³He是高效核能原料，其原子核內中子數為_____________。
（2）Na的原子結構示意圖為______，Na在氧氣中完全燃燒所得產物的電子式為_______。
（3）MgCl₂在工業上應用廣泛，可由MgO制備。
①MgO的熔點比BaO的熔點________（填“高”或“低”）
②月球上某礦石經處理得到的MgO中含有少量SiO₂，除去SiO₂的離子方程式為______；SiO₂的晶體類型為________。
③MgO與炭粉和氯氣在一定條件下反應可制備MgCl₂。若尾氣可用足量NaOH溶液完全吸收，則生成的鹽為______（寫化學式）。
（4）月壤中含有豐富的³He，從月壤中提煉1 kg³He同時可得6000kgH₂和700kgN₂，若以所得H₂和N₂為原料經一系列反應最多可制得碳酸氫銨___kg。

Answer 1

（1）1 （2）；
（3）①高 ②2OH^－＋SiO₂＝SiO₃^2－＋H₂O；原子晶體 ③NaCl、NaClO、Na₂CO₃ （4）3950

試題分析：（1）在表示原子組成時元素符號的左下角表示質子數，左上角表示質量數。因為質子數和中子數之和是質量數，因此該核素的原子核內中子數＝3－2＝1。
（2）原子結構示意圖是表示原子核電荷數和電子層排布的圖示形式。小圈和圈內的數字表示原子核和核內質子數，弧線表示電子層，弧線上的數字表示該層的電子數。由于鈉的原子序數是11，位于元素周期表的第三周期第IA族，因此鈉的原子結構示意圖為；鈉在氧氣中完全燃燒生成過氧化鈉，過氧化鈉是含有離子鍵和非極性鍵的離子化合物，電子式可表示為。
（3）①氧化鎂和氧化鋇形成的晶體均是離子晶體，離子晶體的熔點與晶格能有關系。晶格能越大，熔點越高。形成離子鍵的離子半徑越小，離子的電荷數越多離子鍵越強，晶格能越大。由于鎂離子半徑小于鋇離子半徑，因此氧化鎂中晶格能大于氧化鋇中晶格能，則氧化鎂的熔點高于氧化鋇的熔點。
②氧化鎂是堿性氧化物，二氧化硅是酸性氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應，而氧化鎂與氫氧化鈉溶液不反應，因此除去氧化鎂中的二氧化硅可以用氫氧化鈉溶液，反應的離子方程式為2OH^－＋SiO₂＝SiO₃^2－＋H₂O；二氧化硅是由硅原子和氧原子通過共價鍵形成的空間網狀結構的晶體屬于原子晶體。
③氧化鎂、炭粉和氯氣在一定條件下反應制備氯化鎂，另一種生成物可以被氫氧化鈉溶液完全吸收，則氣體應該是二氧化碳，二氧化碳與足量的氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉。另外過量的氯氣有毒也需要尾氣處理，氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉，則鹽的化學式為NaCl、NaClO、Na₂CO₃。
（4）根據反應的方程式可知
3H₂   ＋    N₂   ＝    2NH₃
6kg      28kg         34kg
6000kg    28000kg      34000kg
因此氮氣不足，則實際生成的氨氣的物質的量為 ×2，根據氮原子守恒可知，最終生成碳酸氫銨的質量為×2×79g/mol＝3950000g＝3950kg。