Question

18．含氮的物質豐富多彩
（1）從分子結構上看，氮與碳有很多對應的物質（如甲烷跟氨氣對應），請找出下列含碳化合物對應的含氮物質：C₂H₄N₂H₂C₂H₂N₂．
（2）化學式為N₄的分子結構等同于白磷，N₄中每個原子滿足最外層8e^-結構．則1個N₄中含有6N_A對共用電子對．
（3）某化合物的焰色反應為黃色，根據質譜分析它的相對分子質量為39且與水反應能生成氨氣．則該化合物中存在的化學鍵類型為離子鍵、共價鍵，其與過量鹽酸反應的化學方程式為NaNH₂+2HCl=NaCl+NH₄Cl．
（4）某化合物A是一種易溶于水的不含結晶水的鹽，溶于水后可完全電離出三種中學化學常見離子，其中有兩種是10電子的陽離子．用A進行如下實驗：取2.370gA溶于蒸餾水配成溶液；向該溶液中逐滴加入一定量的氫氧化鈉溶液，過程中先觀察到產生白色沉淀B，后產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體C，氣體不再產生時沉淀開始溶解，當沉淀恰好完全溶解時共用去氫氧化鈉的物質的量為0.050mol．回答下列問題：
①化合物A的化學式為NH₄Al（SO₄）₂；請設計實驗方案驗證A中陰離子取少量A的溶液于試管中，加入足量的稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇，若有白色沉淀生成，說明A中的陰離子為硫酸根離子；
②請寫出足量氣體C與氯氣發生氧化還原反應的化學方程式3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）甲烷跟氨氣對應，故CH₂=與NH=對應，CH≡與N≡對應，據此分析；
（2）白磷分子為正四面體，每個邊都代表一個P-P鍵，所以共6個P-P共價鍵，據此推斷即可；
（3）化合物的焰色反應為黃色，故含鈉元素；相對分子質量為39且與水反應能生成氨氣，故除了含有鈉元素，還還有N元素，故此化合物為NaNH₂，據此分析化合鍵的類型和與鹽酸的反應；
（4）由信息可知，A與NaOH溶液反應，先觀察到產生白色沉淀B，后產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體C，氣體不再產生時沉淀開始溶解，則氣體C為氨氣，白色沉淀為氫氧化鋁，A中含NH₄⁺、Al³⁺，均為10電子的陽離子，沉淀恰好完全溶解時共用去氫氧化鈉的物質的量為0.050mol，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，NH₄⁺、Al³⁺為1：1，則A中含陰離子帶2個單位的負電荷，且與銨根離子、鋁離子不反應，則陰離子可為SO₄^2-，以此來解答．

解答 解：（1）甲烷跟氨氣對應，故CH₂=與NH=對應，CH≡與N≡對應，則乙烯CH₂=CH₂所對應的含氮物質為：NH=NH，即N₂H₂；乙炔CH≡CH所對應的含氮物質為N₂，故答案為：N₂H₂，N₂；
（2）白磷分子為正四面體，每個邊都代表一個P-P鍵，所以共6個P-P共價鍵，N₄的結構等同于白磷，故1molN₄中含有6molN-N鍵，即6N_A個共用電子對，故答案為：6；
（3）化合物的焰色反應為黃色，故含鈉元素；相對分子質量為39且與水反應能生成氨氣，故除了含有鈉元素，還還有N元素，故此化合物為NaNH₂，由離子鍵和共價鍵構成，和與鹽酸的反應：NaNH₂+2HCl=NaCl+NH₄Cl，故答案為：離子鍵、共價鍵，NaNH₂+2HCl=NaCl+NH₄Cl；
（4）由信息可知，A與NaOH溶液反應，先觀察到產生白色沉淀B，后產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體C，氣體不再產生時沉淀開始溶解，則氣體C為氨氣，白色沉淀為氫氧化鋁，A中含NH₄⁺、Al³⁺，均為10電子的陽離子，沉淀恰好完全溶解時共用去氫氧化鈉的物質的量為0.050mol，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，NH₄⁺、Al³⁺為1：1，則A中含陰離子帶2個單位的負電荷，且與銨根離子、鋁離子不反應，則陰離子可為SO₄^2-，
①由上述分析可知A為NH₄Al（SO₄）₂，檢驗A中陰離子的方法為取少量A的溶液于試管中，加入足量的稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇，若有白色沉淀生成，說明A中的陰離子為硫酸根離子，故答案為：NH₄Al（SO₄）₂；取少量A的溶液于試管中，加入足量的稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇，若有白色沉淀生成，說明A中的陰離子為硫酸根離子；
②C與氯氣發生氧化還原反應的化學方程式為3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl，故答案為：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握銨根離子、鋁離子的檢驗為解答的關鍵，注意陰離子可由電荷守恒分析，側重分析與推斷能力的綜合考查，題目難度中等．