Question

【題目】Ⅰ.某化合物M（僅含三種短周期元素）是一種儲氫材料。為探究M的組成和性質，設計并完成如下實驗：

已知：化合物A僅含兩種元素；氣體B能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。

請回答：（1）化合物M的組成元素是______________（用元素符號表示）。

（2）化合物A與水反應的化學方程式是______________________。

（3）鎂帶在足量氣體B中燃燒可生成化合物M和一種單質氣體，該反應的化學方程式是______。

II．無機鹽X僅由三種短周期元素組成，其相對分子質量為238，原子個數比為1︰1︰4。將23.8gX與水共熱，生成一種有特殊臭味的氣體單質A和某強酸的酸式鹽溶液B，B的焰色反應呈黃色，在溶液B中加入足量的BaCl2溶液，產生46.6g白色沉淀。請推測并回答：

（4）單質A有很強的氧化性，可用于凈化空氣，飲用水消毒等。A中組成元素的簡單離子結構示意圖為___________________________。

（5）X的化學式_____________。

（6）實驗室可通過低溫電解B溶液制備X。該電解反應的化學方程式___________________。

（7）X氧化能力強，對環境友好，可用于脫硝、脫硫。在堿性條件下，X氧化NO的離子方程式_____________________。

（8）X溶液與銅反應時先慢后快。某同學認為除反應放熱這一因素外，還有一種可能是反應生成的Cu2+對后續反應起催化作用，為此他設計了如下實驗方案：取少量銅粉置于試管中，先加入少量CuSO4溶液，再加入X溶液，振蕩，觀察現象。若加入硫酸銅溶液的反應快，說明Cu2＋起了催化作用，反之Cu2＋不起作用。寫出X與銅反應的化學方程式________，判斷該同學設計的驗證方法合理性并說明理由_________。

Answer 1

【答案】Mg、N、H Mg3N2 + 6H2O == 3Mg（OH）2↓+ 2NH3↑ Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2↑ Na2S2O8 2NaHSO4Na2S2O8+H2↑ 3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4 該同學的驗證方法不合理，因為加入CuSO4溶液，反應速率快也可能是SO42-起催化作用

【解析】

I.氣體B（4.48L）能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，B為NH3，其物質的量為4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，某物質M （僅含三種元素）是一種儲氫材料，M隔絕空氣高溫分解生成固體A和氨氣，鎂帶在足量氣體B中燃燒可生成化合物M，證明M中含有N、H、Mg元素，A只含兩種元素，A和水反應生成氨氣和白色沉淀C，固體A和水反應生成氨氣物質的量為0.1mol，白色沉淀C為氫氧化鎂沉淀，則A為Mg3N2，物質的量為0.05mol，由元素守恒可知Mg元素物質的量0.15mol，M中含氮元素為0.2mol+0.1mol=0.3mol，所含氫元素物質的量為(8.4g-0.3mol×14g/mol-0.15mol×24g/mol)÷1g/mol=0.6mol，M中元素物質的量之比為n（Mg）：n（N）：n（H）=0.15：0.3：0.6=1：2：4，可知M化學式為Mg（NH2）2，以此來解答。

II．無機鹽X僅由三種短周期元素組成，其相對分子質量為238，23.8gX的物質的量為0.1mol，X與水共熱生成一種有特殊臭味的氣體單質A和某強酸的酸式鹽溶液B，B的焰色反應呈黃色，B中含有Na元素，則X含有Na元素，在溶液B中加入足量的BaCl2溶液，產生46.6g白色沉淀，白色沉淀為BaSO4，其物質的量為0.2mol，根據S原子守恒可知X中含有2個S原子，B為NaHSO4，X中三種元素原子個數比為1：1：4，該無機鹽X可以表示為（NaSX4）2，則X元素相對原子質量為16，X為O元素，故A為O3，X為Na2S2O8．

Ⅰ. (1)由上述分析可知，M中含元素為Mg、N、H，

故答案為：Mg、N、H；

(2)化合物A與水反應的化學方程式是Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑，

故答案為：Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑；

(3)鎂帶在足量氣體B中燃燒可生成化合物M和一種單質氣體,氣體為氫氣,則該反應的化學方程式是Mg+2NH3═Mg(NH2)2+H2↑，

故答案為：Mg+2NH3═Mg(NH2)2+H2↑。

II．（4）單質A為O3，組成元素的簡單離子結構示意圖為：，故答案為：；

（5）X的化學式為：Na2S2O8，故答案為：Na2S2O8；

（6）實驗室可通過低溫電解NaHSO4溶液制備Na2S2O8，電解方程式為：2NaHSO4Na2S2O8+H2↑；

（7）X氧化能力強，對環境友好，可用于脫硝、脫硫．在堿性條件下，Na2S2O8氧化NO的離子方程式為：3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O，
故答案為：3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O；

（8）Na2S2O8與銅反應的化學方程式：Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4，該同學的驗證方法不合理，因為加入CuSO4溶液，反應速率快也可能是SO42-起催化作用，

故答案為：Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4；該同學的驗證方法不合理，因為加入CuSO4溶液，反應速率快也可能是SO42-起催化作用。