Question

氫能源是一種重要的清潔能源�，F(xiàn)有兩種可產(chǎn)生H₂的化合物甲和乙。將6.00 g甲加熱至完全分解，只得到一種短周期元素的金屬單質(zhì)和6.72 LH₂（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）。甲與水反應(yīng)也能產(chǎn)生H₂，同時(shí)還產(chǎn)生一種白色沉淀物，該白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化劑存在下可分解得到H₂和另一種單質(zhì)氣體丙，丙在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為1.25 g/L。請(qǐng)回答下列問題：

（1）甲的化學(xué)式是_________；乙的電子式是__________。

（2）甲與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________-。

（3）氣體丙與金屬鎂反應(yīng)的產(chǎn)物是_______（用化學(xué)式表示）。

（4）乙在加熱條件下與CuO反應(yīng)可生成Cu和氣體丙，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

有人提出產(chǎn)物Cu中可能還含有Cu₂O，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證之_________________________。

（已知Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O）

（5）甲與乙之間_______（填“可能”或“不可能）發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H₂，判斷理由是________。

 

Answer 1

【答案】

（1）AlH₃     

（2）AlH₃+3H₂O=Al(OH)₃+3H₂↑

（3）Mg₃N₂

（4）2NH₃+3CuO3Cu+ N₂↑+3H₂O；取少量反應(yīng)產(chǎn)物，滴加足量稀硫酸，若溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，證明產(chǎn)物Cu中含有Cu₂O；若溶液不變藍(lán)色，證明產(chǎn)物Cu中不含Cu₂O。

（5）可能；AlH₃中含-1價(jià)H，NH₃中含+1價(jià)H，可發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生H₂。

【解析】“單質(zhì)氣體丙在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為1.25 g/L”——丙為N₂，化合物乙分解得到H₂和N₂，化合物乙為NH₄H，NH₄H有NH₄⁺和H^—構(gòu)成的離子化合物。6.00 g化合物甲分解得到短周期元素的金屬單質(zhì)和0.3 molH₂，而短周期元素的金屬單質(zhì)的質(zhì)量為5.4 g；化合物甲與水反應(yīng)生成的白色沉淀可溶于NaOH溶液，說明該沉淀可能是Al(OH)₃，進(jìn)而可判定化合物甲為AlH₃。涉及的反應(yīng)為：

a.甲、乙受熱分解：2AlH₃2Al+3H₂↑    2NH₄HN₂↑+5H₂↑

b.甲與水反應(yīng)： 2AlH₃+6H₂O2Al(OH)₃+6H₂↑

c. 2NH₄H+5CuO="5Cu+" N₂↑+5H₂O

d. 化合物甲與乙可能發(fā)生的反應(yīng)：2AlH₃+ 2NH₄H =2Al+N₂↑+8H₂↑

化合物甲和乙的組成中都含—1價(jià)H，—1價(jià)H還原性很強(qiáng)，可發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生H₂；

且2Al⁺³化合價(jià)降低6，2NH₄H 中8H⁺¹化合價(jià)降低8，化合價(jià)共降低14；2AlH₃中6H^—1和2NH₄H中2H^—化合價(jià)升高8，2NH₄H中2N^—3化合價(jià)升高6，化合價(jià)共升高14。

NH₄H電子式：

第（4）題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是1992年全國(guó)高考題的再現(xiàn)：Cu⁺在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu²⁺和Cu。現(xiàn)有濃硫酸、濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl₃稀溶液及pH試紙，而沒有其它試劑。簡(jiǎn)述如何用最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法來檢驗(yàn)CuO經(jīng)氫氣還原所得到的紅色產(chǎn)物中是否含有堿性氧化物Cu₂O。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是Cu₂O溶解而Cu不溶解：①Cu₂O為堿性氧化物；②不能選用具有強(qiáng)氧化性的試劑，否則Cu被氧化為Cu²⁺。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的表述：簡(jiǎn)述操作步驟，復(fù)述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象作出判斷。

【考點(diǎn)定位】本題要求根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其計(jì)算進(jìn)行推理，考查了化學(xué)式、電子式、化學(xué)方程式的正確書寫，根據(jù)題給信息設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，并要求根據(jù)物質(zhì)的組成判斷物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。本題完全依據(jù)2013年《考試說明》樣卷對(duì)應(yīng)試題的模式進(jìn)行命題。