Question

14．無機鹽X是高效、安全的廣譜殺菌劑，還是植物生長激素，能促進作物生長，明顯提高作物產量．某研究小組為了探究X的組成和性質，設計并完成如下實驗．
（1）取45.6g X加熱到150℃時，發生非氧化還原反應，生成氣體A和固體化合物B，收集到的氣體A的體積為17.92L（已折合為標準狀況），A能使濕潤的pH試紙顯藍色．
（2）把得到的B全部溶于水，均分為二份，分別進行如下二個過程的相關實驗，得到如圖實驗現象、數據：

請回答下列問題：
（1）氣體A的電子式為．
（2）鹽X的化學式為Cu（NH₃）₄SO₄．X在150℃條件下分解的化學方程式為Cu（NH₃）₄SO₄$\frac{\underline{\;150℃\;}}{\;}$CuSO₄+4NH₃↑．
（3）紅色沉淀F與稀硝酸反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）D與FeCl₃溶液（加過量鹽酸）混合反應，反應后溶液存在的陽離子有Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺或Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺．

Answer 1

分析 堿性溶液能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，取45.6g X加熱到150℃時，發生非氧化還原反應，生成氣體A和固體化合物B，收集到的氣體A能使濕潤的pH試紙顯藍色為氨氣，根據氮原子守恒計算出45.6g X中氮原子的物質的量；乙醛和新制氫氧化銅發生氧化還原反應生成乙酸鈉、氧化亞銅和水，把得到的B全部溶于水，均分為二份，實驗過程二，磚紅色沉淀D為氧化亞銅，氧化亞銅和稀硫酸反應可生成硫酸銅和銅，加稀硫酸和氧化亞銅發生氧化還原反應，紅色沉淀為F為銅，藍色溶液E為硫酸銅，據此分析解答．

解答 解：氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則氣體的水溶液顯堿性，則A為氨氣，45.6g X加熱到150℃時，發生非氧化還原反應，生成氣體A的體積為17.92L（已折合為標準狀況），物質的量為：n（NH₃）=$\frac{17.92L}{22.4mol/L}$=0.8mol，把得到的B全部溶于水，均分為二份，加熱氯化鋇，發生：SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，白色沉淀E為BaSO₄，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{23.3g}{233g/mol}$=0.1mol，45.6g X中n（SO₄^2-）=0.2mol，在加熱條件下，乙醛和新制氫氧化銅發生氧化還原反應生成乙酸、氧化亞銅和水，反應方程式為：CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O，把得到的B全部溶于水，均分為二份，實驗過程二，加入過量的氫氧化鈉溶液溶液呈堿性，加入乙醛溶液加熱，得到磚紅色沉淀D7.2g，為乙醛與氫氧化銅發生氧化還原反應生成氧化亞銅沉淀，n（Cu₂O）=$\frac{7.2g}{144g/mol}$=0.05mol，45.6g X中n（Cu）=0.05×4mol=0.2mol，磚紅色沉淀D為氧化亞銅，加稀硫酸，發生反應Cu₂O+H₂SO₄=CuS0₄+Cu↓+H₂O紅色沉淀為F為銅，藍色溶液E為硫酸銅，
（1）氣體A為氨氣，氨氣為共價化合物，氨氣中存在3個氮氫鍵，氮原子最外層達到8電子穩定結構，氨氣的電子式為，
故答案為：；
（2）45.6g X中n（SO₄^2-）=0.2mol，n（Cu）=0.05×4mol=0.2mol，n（NH₃）=$\frac{17.92L}{22.4mol/L}$=0.8mol，根據質量守恒：0.2mol×96g/mol+0.2mol×64g/mol+0.8mol×17g/mol=45.6g，則鹽X的化學式為Cu（NH₃）₄SO₄，X在150℃條件下分解的化學方程式為：Cu（NH₃）₄SO₄$\frac{\underline{\;150℃\;}}{\;}$CuSO₄+4NH₃↑，
故答案為：Cu（NH₃）₄SO₄；Cu（NH₃）₄SO₄$\frac{\underline{\;150℃\;}}{\;}$CuSO₄+4NH₃↑；
（3）氧化亞銅和稀硫酸反應可生成硫酸銅和銅，紅色沉淀為F為銅，銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）磚紅色沉淀D為氧化亞銅，D與FeCl₃溶液（加過量鹽酸）混合反應，酸性條件下：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu↓+H₂O，FeCl₃具有氧化性，能氧化Cu生成氯化銅，同時自身被還原生成氯化亞鐵，離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu ²⁺，鐵離子有可能剩余，所以反應后溶液存在的陽離子有：Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺或Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺，
故答案為：Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺或Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺．

點評 本題考查了物質組成的推斷，涉及離子的檢驗、物質的性質等知識點，熟悉元素化合物的性質、知道流程圖中每一步發生的反應及反應現象是解本題關鍵，題目難度中等．