Question

氫能源是一種重要的清潔能源。現有兩種可產生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和6.72 L的H2(已折算成標準狀況)。甲與水反應也能放出H2，同時還產生一種白色沉淀物，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和另一種單質氣體丙，丙在標準狀況下的密度為1.25 g·L－1請回答下列問題：

(1)甲的化學式是________；乙的電子式是________。

(2)甲與水反應的化學方程式是________。

(3)氣體丙與金屬鎂反應的產物是________(用化學式表示)。

(4)乙在加熱條件下與CuO反應可生成Cu和氣體丙，寫出該反應的化學方程式__________________。有人提出產物Cu中可能還混有Cu2O，請設計實驗方案驗證之______________________。

(已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O)

(5)甲與乙之間________(填“可能”或“不可能”)發生反應產生H2，判斷理由是________。

 

Answer 1

(1)AlH3　

(2)AlH3＋3H2O=Al(OH)3＋3H2↑

(3)Mg3N2

(4)2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O　取樣后加稀H2SO4，如果溶液變藍，說明產物中含有Cu2O，反之則無Cu2O

(5)可能　AlH3中的氫化合價為－1價，NH3中的氫為＋1價，因而有可能發生氧化還原反應生成氫氣

【解析】根據甲受熱分解及與水的反應確定其組成，根據丙的密度確定丙和化合物乙的組成，再結合各小題進行分析、解答。

(1)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和6.72 L H2(即0.3 mol)，說明甲為金屬氫化物。甲與水反應生成的白色沉淀物可溶于NaOH溶液，則該沉淀物為Al(OH)3，結合甲分解過程中的質量變化，可推知甲為AlH3。單質氣體丙在標準狀況下的密度為1.25 g·L－1，則M(丙)＝1.25 g·L－1×22.4 L·mol－1＝28 g·mol－1，則丙為N2，乙為NH3。

(2)AlH3與水反應生成Al(OH)3和H2，反應的化學方程式為AlH3＋3H2O=Al(OH)3＋3H2↑。

(3)N2與金屬Mg在點燃條件下發生反應，生成Mg3N2。

(4)NH3具有還原性，與CuO在加熱條件下發生反應，生成Cu、N2和H2O，反應方程式為2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。由于Cu2O在酸性環境中可發生自身氧化還原反應，生成Cu2＋和Cu，可向產物中滴加稀鹽酸或稀硫酸，由于Cu與非氧化性酸不發生反應，若得到藍色溶液，則證明含有Cu2O，反之則不含Cu2O。

(5)AlH3中H元素為－1價，NH3中H元素為＋1價，根據氧化還原反應規律，二者可能發生價態歸中的氧化還原反應，生成H2。

點撥：知識：物質的推斷，氧化還原反應，元素及其化合物。能力：考查考生的邏輯分析能力、綜合推斷能力、信息加工處理能力和遷移應用能力。試題難度：中等。