Question

20．氫能源是一種重要的清潔能源，現(xiàn)有兩種可產(chǎn)生H₂的化合物甲和乙．將6.00g甲加熱至完全分解，只得到一種短周期元素的金屬單質(zhì)和6.72L的H₂（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）．甲與水反應(yīng)也能放出H₂，同時(shí)還產(chǎn)生一種白色沉淀物，該白色沉淀可溶于NaOH溶液．化合物乙在催化劑存在下可分解得到H₂和另一種單質(zhì)氣體丙，丙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g•L^-1．請(qǐng)回答下列問題：
（1）甲的化學(xué)式是AlH₃．
（2）甲與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是AlH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3H₂↑．
（3）氣體丙與金屬鎂反應(yīng)的產(chǎn)物是Mg₃N₂（用化學(xué)式表示）．
（4）乙在加熱條件下與CuO反應(yīng)可生成Cu和氣體丙，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O．有人提出產(chǎn)物Cu中可能還混有Cu₂O，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證之取樣后加H₂SO₄，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu₂O，反之則無Cu₂O．（已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O）
（5）甲與乙之間可能（填“可能”或“不可能”）發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H₂，判斷理由是AlH₃中的H為-1價(jià)，NH₃中的H為+1價(jià)，有可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣．

Answer 1

分析 白色沉淀可溶于NaOH溶液，應(yīng)為Al（OH）₃，說明甲中含有Al和H兩種元素，n（H₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
則m（H）=0.3mol×2×1g/mol=0.6g，則6.00g甲中含有m（Al）=6.00g-0.6g=5.4g，n（Al）=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，
所以n（Al）：n（H）=0.2mol：0.6mol=1：3，則甲的化學(xué)式為AlH₃，丙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g•L^-1，則丙的相對(duì)原子質(zhì)量為1.25g•L^-1×22.4L=28，應(yīng)為N₂，則乙為NH₃，結(jié)合對(duì)應(yīng)的物質(zhì)以及題目要求可解答該題．

解答 解：白色沉淀可溶于NaOH溶液，應(yīng)為Al（OH）₃，說明甲中含有Al和H兩種元素，n（H₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
則m（H）=0.3mol×2×1g/mol=0.6g，則6.00g甲中含有m（Al）=6.00g-0.6g=5.4g，n（Al）=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，
所以n（Al）：n（H）=0.2mol：0.6mol=1：3，則甲的化學(xué)式為AlH₃，丙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g•L^-1，則丙的相對(duì)原子質(zhì)量為1.25g•L^-1×22.4L=28，應(yīng)為N₂，則乙為NH₃，
（1）由以上分析可知甲為AlH₃，故答案為：AlH₃；
（2）AlH₃與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為AlH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3H₂↑，
故答案為：AlH₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3H₂↑；
（3）鎂可在氮?dú)庵腥紵�生成氮化鎂，化學(xué)式為Mg₃N₂，故答案為：Mg₃N₂；
（4）NH₃在加熱條件下與CuO反應(yīng)可生成Cu和氣體N₂，反應(yīng)的方程式為：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O，要判斷產(chǎn)物中是否含有Cu₂O，可加入稀硫酸檢驗(yàn)溶液是否變藍(lán)，方法是取樣后加H₂SO₄，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有
Cu₂O，反之則無Cu₂O，
故答案為：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；取樣后加H₂SO₄，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu₂O，反之則無Cu₂O；
（5）AlH₃中的H為-1價(jià)，NH₃中的H為+1價(jià)，從化合價(jià)的角度可知二者可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣，
故答案為：可能；AlH₃中的H為-1價(jià)，NH₃中的H為+1價(jià)，有可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷，題目難度中等，注意根據(jù)先關(guān)反應(yīng)的現(xiàn)象以及數(shù)據(jù)判斷甲乙兩種物質(zhì)，注意相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫．