Question

A、B、C分別是由H、C、O、N、Na、Cu等六種元素中的兩種或多種元素組成的化合物．現對A、B、C，D三種化合物分別做以下實驗：A是一種藍色固體，B是無色晶體，其式量為68，C是白色固體．分別取A、B、C三種物質少量于三支試管中，加適量水溶解，發現A不溶于水，B、C都能溶于水，并且用pH試紙測定，B與C的水溶液都顯堿性．
（1）取A物質少量于一支試管中，后加適量稀鹽酸溶解，并用酒精燈微熱，發現固體溶解時，伴有氣泡產生．將56.8g A隔絕空氣加熱分解生成40g黑色固體X、無色酸性氣體Y（標準狀況下，密度為1.96g/L）和水．生成的Y折合成標準狀況下的體積為6.72L．則A的化學式為

 

．
（2）取B的水溶液2mL與新制Cu（OH）₂混合加熱，發現能出現磚紅色沉淀． 則物質B為

 

．
（3）取16.8gC固體加強熱，將生成的氣體依次通過經稱量過的裝CaCl₂固體的干燥管和裝足量Ba（OH）₂水溶液的洗氣瓶，后經再次稱量發現干燥管增重1.8g，洗氣瓶增重4.4g．
寫出C物質加入水后的或電離方程式或離子方程式并說明水溶液顯堿性的原因

 

．
（4）D 是一種含氮質量分數為87.5%的液態化合物，相對分子質量與空氣中某種主要成分的相對分子質量相同，則該物質的結構簡式為：

 

；D為一種二元弱堿，則D與過量硫酸反應的產物是

 

 （用化學式表示），D與一種黑色氧化物反應的產物中有一種氣態單質及（2）中出現的磚紅色物質．寫出其化學方程式：

 

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Answer 1

考點：復雜化學式的確定,化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）A為不溶于水的藍色固體，可能含有銅離子，再根據隔絕空氣加熱A生成黑色固體，黑色固體應該為氧化銅，根據標況下的密度可以計算出無色氣體Y的摩爾質量，從而判斷Y為二氧化碳，則A中一定含有碳酸根離子；再根據生成水的質量及堿式碳酸銅的組成判斷A的化學式；
（2）根據B溶于水，溶液顯示堿性，能夠與新制氫氧化銅反應判斷B為甲酸鹽，再根據題干提供的元素名稱判斷B的名稱；
（3）根據C加熱生成二氧化碳和水判斷C為碳酸氫鹽，根據C為無色固體可知C為碳酸氫鈉，由于碳酸根離子的水解程度大于其電離程度，則碳酸氫鈉溶液顯示堿性；
（4）D是含氮質量分數為87.5%的液態化合物，相對分子質量與空氣中某種主要成份的相對分子質量相同，而空氣的主要成分為氧氣和氮氣，如為氮氣，則相對分子質量為28，沒有符合物質，如為氧氣，則相對分子質量為32，通過計算得出D的分子式為N₂H₄；類比氨氣與硫酸的反應判斷反應產物；根據題干信息找出反應物、生成物，然后根據化合價變化相等配平反應的化學方程式．

解答： 解：（1）標準狀況下，Y氣體的密度為1.96g/L，Y的摩爾質量為：22.4L/mol×1.96g/L≈44g/mol，無色氣體為二氧化碳，40g黑色固體為CuO，物質的量為：

40g

80g/mol

=0.5mol，標況下6.72L二氧化碳的物質的量為：

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，0.3mol二氧化碳的質量為：44g/mol×0.3mol=13.2g，56.8g A分解生成水的質量為：56.8g-40g-13.2g=3.6g，水的物質的量為：

3.6g

18g/mol

=0.2mol，A為藍色不溶于水的固體，聯系堿式碳酸銅的組成可知，固體A中應該含有碳酸根離子、銅離子和氫氧根離子，根據原子守恒，n（Cu²⁺）：n（OH）：n（CO₃^2-）=0.5mol：0.2mol×2：0.3mol=5：4：3，則A的化學式為：Cu₅（OH）₄（CO₃）₃，
故答案為：Cu₅（OH）₄（CO₃）₃ ；
（2）B是能夠溶于水的晶體，B的溶液顯示堿性，B與新制Cu（OH）₂混合加熱，能出現磚紅色沉淀，B分子中一定含有醛基-CHO，B只能為甲酸鹽，且式量為68，根據題干提供的元素，滿足條件的只能為甲酸鈉，
故答案為：HCOONa；
（3）氯化鈣固體增重的為水的質量，氫氧化鋇增重的4.4g為二氧化碳的質量，說明B加熱分解生成二氧化碳和水，說明C為碳酸氫鹽，再根據C為無色固體，水溶液顯示堿性，則C只能為碳酸氫鈉，碳酸氫鈉電離方程式為：HCO₃^-=H⁺+CO₃^2-；其水解方程式為：HCO₃^-+H₂O=H₂CO₃+OH^-，由于碳酸氫根離子的水解程度反應其電離程度，則碳酸氫鈉溶液顯示堿性，
故答案為：HCO₃^-=H⁺+CO₃^2-；HCO₃^-+H₂O=H₂CO₃+OH^-；HCO₃^-水解程度大于電離程度；
（4）D為含氮質量分數為87.5%的液態化合物，相對分子質量與空氣中某種主要成份的相對分子質量相同，而空氣的主要成分為氧氣和氮氣，如果為氮氣，氮氣的相對分子質量為28，含有氮原子的總原子量為：28×87.5%=24.5，則沒有符合物質，若為氧氣，則氧氣相對分子質量為32，則該化合物含N的總原子量為：32×87.5%=28，則D中含有2個N原子，另外只能含有H原子，數目為4，所以D的分子式為N₂H₄，其結構簡式為：NH₂-NH₂；
N₂H₄與硫酸反應的方程式為：N₂H₄+H₂SO₄=N₂H₆SO₄，則產物為N₂H₆SO₄；
在（2）中生成的磚紅色物質為Cu₂O，則黑色氧化物為CuO，反應為N₂H₄和CuO，反應產物為N₂、Cu₂O、和水，根據化合價變化配平反應的化學方程式為：N₂H₄+4CuO=2Cu₂O+N₂↑+2H₂O，
故答案為：NH₂-NH₂；N₂H₆SO₄；N₂H₄+4CuO=2Cu₂O+N₂↑+2H₂O．

點評：本題考查了化學方程式的計算、無機推斷，題目難度較大，涉及的知識點較多，注意掌握無機推斷的方法與技巧，明確有關化學方程式的書寫、計算方法，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力．