Question

【題目】NVCO{化學式可表示為(NH4)a[(VO)b(CO3)c(OH)d]·10H2O}能用于制取VO2，實驗室可由V2O5、N2H4·2HCl、NH4HCO3為原料制備NVCO。

(1)原料NH4HCO3中HCO3-水解的離子方程式為____________。

(2) N2H4·2HCl是N2H4的鹽酸鹽。已知N2H4在水中的電離方式與NH3相似，25 ℃時，K1=9.55×10-7。該溫度下，反應N2H4+H＋N2H5+的平衡常數(shù)K=________(填數(shù)值)。

(3)為確定NVCO的組成，進行如下實驗：

①稱取2.130 g樣品與足量NaOH充分反應，生成NH3 0.224 L(已換算成標準狀況下)。

②另取一定量樣品在氮氣氛中加熱，樣品的固體殘留率(固體樣品的剩余質量/固體樣品的起始質量×100%)隨溫度的變化如下圖所示(分解過程中各元素的化合價不變)。

根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算確定NVCO的化學式(寫出計算過程)________________。

Answer 1

【答案】HCO3-+H2OH2CO3＋OH- 9.55×107 (NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O

【解析】

(1)HCO3-水解生成H2CO3和OH-；

(2)聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH-，反應N2H4+H＋N2H5+的平衡常數(shù)K==；

(3)設NVCO的摩爾質量為M g/mol，由=0.864 8，可得M=1 065，由可得b=6；由×a=n(NH3)==0.01mol，解得a=5，由最后產(chǎn)物為VO2，則VO為+2價，2c+d=5×1+2×6=17，由化合物的相對分子質量18a+67b+60c+17d+180=1065可知60c+17d=393，解得c=4，d=9，將a=5，b=6，c=4，d=9代入化學式表達式，可得化學式。

(1)HCO3-水解生成H2CO3和OH-，水解反應離子方程式為HCO3-+H2OH2CO3+OH-；

(2)聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH-，反應N2H4+H＋N2H5+的平衡常數(shù)K===9.55×107；

(3)設NVCO的摩爾質量為M g/mol，由=0.864 8，可得M=1 065，由可得b=6；由×a=n(NH3)==0.01mol，解得a=5，由最后產(chǎn)物為VO2，則VO為+2價，2c+d=5×1+2×6=17，由化合物的相對分子質量18a+67b+60c+17d+180=1065可知60c+17d=393，解得c=4，d=9，將a=5，b=6，c=4，d=9代入化學式表達式，可得化學式為(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。