Question

9．A、B、C分別是由H、C、O、N、Na、Cu六種元素中的兩種或多種元素組成的化合物．現對A、B、C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56.8gA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Cu₅（OH）₄（CO₃）₃或Cu₅C₃H₄O₁₃．
（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HCOONa．
（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物質加入水后的溶液顯堿性的原因NaHCO₃溶液中存在平衡：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-水解程度大于電離程度，溶液顯示堿性．（用離子方程式和必要文字解釋）

Answer 1

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．

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：$\frac{40g}{80g/mol}$=0.5mol，標況下6.72L二氧化碳的物質的量為：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=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：$\frac{3.6g}{18g/mol}$=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或Cu₅C₃H₄O₁₃，
故答案為：Cu₅（OH）₄（CO₃）₃或Cu₅C₃H₄O₁₃；
（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，則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：NaHCO₃溶液中存在平衡：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-水解程度大于電離程度，溶液顯示堿性．

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及計算方法．