Question

11．以下涉及的物質(zhì)中A、B、C都是化合物；請(qǐng)注意各小題之間可能有的聯(lián)系．
（1）一定條件下，9.80g NH₄Br跟3.60g的某鈣鹽A恰好反應(yīng)，生成了4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣態(tài)產(chǎn)物B和固體產(chǎn)物C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，B氣體的密度為0.76g/L，氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.35%，其余是氫．求B的分子式
（2）25℃、101.3KPa時(shí)，氣體摩爾體積為24.5L/mol．該狀況下，1體積水（密度為1g/cm³）吸收560體積B氣體得到密度為0.91g/cm³的溶液，則該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.99%（溶液中的溶質(zhì)以B計(jì)量；保留2位小數(shù)）；溶液的物質(zhì)的量濃度為14.98 mol/L（保留2位小數(shù)）．
（3）在催化劑作用下，B可和NO、NO₂混合氣體反應(yīng)生成液態(tài)水和一種單質(zhì)氣體D（可不考慮氣體反應(yīng)物與生成的液態(tài)水之間的作用）．在常溫常壓下，將密度一定的NO、NO₂混合氣體和B在不同體積比時(shí)進(jìn)行了四次實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	B與混合氣體的體積比	反應(yīng)后氣體密度（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況；g/L）
第一次	1.0	1.35
第二次	1.2	1.25
第三次	2.0	1.04
第四次	2.2	--

則原NO、NO₂混合氣體中NO的體積分?jǐn)?shù)為20%；第四次實(shí)驗(yàn)所得氣體的平均摩爾質(zhì)量為22.76g/mol（保留2位小數(shù)）．
（4）將9.80g NH₄Br跟過量的氧化鈣共熱，充分反應(yīng)后生成水、1.70gB氣體和固體產(chǎn)物C，則C的化學(xué)式為CaN₂H₄；試根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，求鈣鹽A的化學(xué)式：

Answer 1

分析 （1）標(biāo)況下B氣體的密度為0.76g/L，則B的相對(duì)分子質(zhì)量=0.76×22.4=17，其中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.35%，則B分子中N原子數(shù)目=$\frac{17×82.5%}{14}$=1、其余是氫，則H原子數(shù)目=$\frac{17-14}{1}$=3，則B為NH₃；
（2）假設(shè)氨氣體積為560L，則水為1L，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計(jì)算氨氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算氨氣的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
根據(jù)c=$\frac{1000ρw}{M}$計(jì)算溶液物質(zhì)的量濃度；
（3）在催化劑作用下，NH₃可和NO、NO₂混合氣體反應(yīng)生成液態(tài)水和一種單質(zhì)氣體D，則D為N₂，
第一次反應(yīng)氣體的相對(duì)分子質(zhì)量=1.35×22.4=30.24，
第二次反應(yīng)氣體的相對(duì)分子質(zhì)量=1.25×22.4=28，
第三次反應(yīng)氣體的相對(duì)分子質(zhì)量=1.04×22.4=23.2，
由反應(yīng)后氣體相對(duì)分子質(zhì)量可知，第二次實(shí)驗(yàn)恰好完全反應(yīng)，氣體為N₂，說明第一次剩余氨氣不足，第三次剩余氨氣有剩余，
令第二次實(shí)驗(yàn)中NO、NO₂的總物質(zhì)的量為1mol，則NH₃為1.2 mol，設(shè)NO為x mol，則NO₂為（1-x）mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算NO的體積分?jǐn)?shù)；
令第四次實(shí)驗(yàn)中NO、NO₂的總物質(zhì)的量為1mol，則NH₃為2.2 mol，NO為0.2 mol，則NO₂為（1-0.2）mol=0.8mol，令參加反應(yīng)的氨氣為y mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算剩余氨氣，根據(jù)N原子守恒計(jì)算生成N₂的物質(zhì)的量，再根據(jù)$\overline{M}$=$\frac{m總}{n總}$計(jì)算；
（4）將9.80g NH₄Br跟過量的氧化鈣共熱，充分反應(yīng)后生成水、1.70g NH₃氣體和固體產(chǎn)物C，由元素守恒，則C的化學(xué)式為CaBr₂；
由（1）9.80g NH₄Br跟3.60g的某鈣鹽A恰好反應(yīng)，生成了4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）NH₃和CaBr₂，根據(jù)原子守恒計(jì)算3.6gA含有各元素原子物質(zhì)的量，進(jìn)而確定A的化學(xué)式．

解答 解：（1）標(biāo)況下B氣體的密度為0.76g/L，則B的相對(duì)分子質(zhì)量=0.76×22.4=17，其中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.35%，則B分子中N原子數(shù)目=$\frac{17×82.5%}{14}$=1、其余是氫，則H原子數(shù)目=$\frac{17-14}{1}$=3，則B為NH₃，
故答案為：NH₃；
（2）假設(shè)氨氣體積為560L，則水為1L，25℃、101.3KPa時(shí)，氣體摩爾體積為24.5L/mol，氨氣的物質(zhì)的量=$\frac{560L}{24.5L/mol}$=22.86mol，氨氣的質(zhì)量=22.86mol×17g/mol=388.62g，1L水的質(zhì)量為1000g，則所得溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{388.62g}{1000g+388.62g}$×100%=27.99%；
所得溶液密度為0.91g/cm³，故溶液物質(zhì)的量濃度=$\frac{1000×0.91×27.99%}{17}$mol/L=14.98mol/L，
故答案為：27.99；14.98；
（3）在催化劑作用下，NH₃可和NO、NO₂混合氣體反應(yīng)生成液態(tài)水和一種單質(zhì)氣體D，則D為N₂，
第一次反應(yīng)氣體的相對(duì)分子質(zhì)量=1.35×22.4=30.24，
第二次反應(yīng)氣體的相對(duì)分子質(zhì)量=1.25×22.4=28，
第三次反應(yīng)氣體的相對(duì)分子質(zhì)量=1.04×22.4=23.2，
由反應(yīng)后氣體相對(duì)分子質(zhì)量可知，第二次實(shí)驗(yàn)恰好完全反應(yīng)，氣體為N₂，說明第一次剩余氨氣不足，第三次剩余氨氣有剩余，
令第二次實(shí)驗(yàn)中NO、NO₂的總物質(zhì)的量為1mol，則NH₃為1.2 mol，設(shè)NO為x mol，則NO₂為（1-x）mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒：2x+4（1-x）=1.2×[0-（-3）]，解得x=0.2，故NO的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.2mol}{1mol}$×100%=20%；
令第四次實(shí)驗(yàn)中NO、NO₂的總物質(zhì)的量為1mol，則NH₃為2.2 mol，NO為0.2 mol，則NO₂為（1-0.2）mol=0.8mol，令參加反應(yīng)的氨氣為y mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒：2×0.2+4×0.8=y×[0-（-3）]，解得y=1.2，剩余氨氣為：2.2mol-1.2mol=1mol，根據(jù)N原子守恒可知生成N₂的物質(zhì)的量=$\frac{1mol+1.2mol}{2}$=1.1mol，故反應(yīng)后氣體的平均摩爾質(zhì)量=$\frac{1mol×17g/mol+1.1mol×28g/mol}{1mol+1.1mol}$=22.76g/mol，
故答案為：20；22.76g/mol；
（4）將9.80g NH₄Br跟過量的氧化鈣共熱，充分反應(yīng)后生成水、1.70g NH₃氣體和固體產(chǎn)物C，由元素守恒，則C的化學(xué)式為CaBr₂，
由（1）9.80g NH₄Br跟3.60g的某鈣鹽A恰好反應(yīng)，生成了4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）NH₃和CaBr₂，
NH₄Br的物質(zhì)的量=$\frac{9.8g}{98g/mol}$=0.1mol，由Br元素守恒可知CaBr₂為0.05mol，由Ca元素守恒可知，3.6gA中含有Ca原子為0.05mol，氨氣的物質(zhì)的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，由N元素守恒可知，3.6gA中含有N原子為0.2mol-0.1mol=0.1mol，由H元素守恒，3.6gA中含有H原子為0.2mol×3-0.1mol×4=0.2mol，
故3.6gA中Ca、N、H原子物質(zhì)的量之比=0.05：0.1：0.2=1：2：4，故A的化學(xué)式為CaN₂H₄，
故答案為：CaN₂H₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物推斷、混合物計(jì)算、溶液濃度有關(guān)計(jì)算，題目綜合性較大，計(jì)算量大，為易錯(cuò)題目，側(cè)重考查學(xué)生分析解決問題的能力，難度較大．