Question

18．含氮的物質(zhì)豐富多彩
（1）從分子結(jié)構(gòu)上看，氮與碳有很多對(duì)應(yīng)的物質(zhì)（如甲烷跟氨氣對(duì)應(yīng)），請(qǐng)找出下列含碳化合物對(duì)應(yīng)的含氮物質(zhì)：C₂H₄N₂H₂C₂H₂N₂．
（2）化學(xué)式為N₄的分子結(jié)構(gòu)等同于白磷，N₄中每個(gè)原子滿足最外層8e^-結(jié)構(gòu)．則1個(gè)N₄中含有6N_A對(duì)共用電子對(duì)．
（3）某化合物的焰色反應(yīng)為黃色，根據(jù)質(zhì)譜分析它的相對(duì)分子質(zhì)量為39且與水反應(yīng)能生成氨氣．則該化合物中存在的化學(xué)鍵類型為離子鍵、共價(jià)鍵，其與過量鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNH₂+2HCl=NaCl+NH₄Cl．
（4）某化合物A是一種易溶于水的不含結(jié)晶水的鹽，溶于水后可完全電離出三種中學(xué)化學(xué)常見離子，其中有兩種是10電子的陽離子．用A進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取2.370gA溶于蒸餾水配成溶液；向該溶液中逐滴加入一定量的氫氧化鈉溶液，過程中先觀察到產(chǎn)生白色沉淀B，后產(chǎn)生能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體C，氣體不再產(chǎn)生時(shí)沉淀開始溶解，當(dāng)沉淀恰好完全溶解時(shí)共用去氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.050mol．回答下列問題：
①化合物A的化學(xué)式為NH₄Al（SO₄）₂；請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證A中陰離子取少量A的溶液于試管中，加入足量的稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇，若有白色沉淀生成，說明A中的陰離子為硫酸根離子；
②請(qǐng)寫出足量氣體C與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）甲烷跟氨氣對(duì)應(yīng)，故CH₂=與NH=對(duì)應(yīng)，CH≡與N≡對(duì)應(yīng)，據(jù)此分析；
（2）白磷分子為正四面體，每個(gè)邊都代表一個(gè)P-P鍵，所以共6個(gè)P-P共價(jià)鍵，據(jù)此推斷即可；
（3）化合物的焰色反應(yīng)為黃色，故含鈉元素；相對(duì)分子質(zhì)量為39且與水反應(yīng)能生成氨氣，故除了含有鈉元素，還還有N元素，故此化合物為NaNH₂，據(jù)此分析化合鍵的類型和與鹽酸的反應(yīng)；
（4）由信息可知，A與NaOH溶液反應(yīng)，先觀察到產(chǎn)生白色沉淀B，后產(chǎn)生能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體C，氣體不再產(chǎn)生時(shí)沉淀開始溶解，則氣體C為氨氣，白色沉淀為氫氧化鋁，A中含NH₄⁺、Al³⁺，均為10電子的陽離子，沉淀恰好完全溶解時(shí)共用去氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.050mol，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，NH₄⁺、Al³⁺為1：1，則A中含陰離子帶2個(gè)單位的負(fù)電荷，且與銨根離子、鋁離子不反應(yīng)，則陰離子可為SO₄^2-，以此來解答．

解答 解：（1）甲烷跟氨氣對(duì)應(yīng)，故CH₂=與NH=對(duì)應(yīng)，CH≡與N≡對(duì)應(yīng)，則乙烯CH₂=CH₂所對(duì)應(yīng)的含氮物質(zhì)為：NH=NH，即N₂H₂；乙炔CH≡CH所對(duì)應(yīng)的含氮物質(zhì)為N₂，故答案為：N₂H₂，N₂；
（2）白磷分子為正四面體，每個(gè)邊都代表一個(gè)P-P鍵，所以共6個(gè)P-P共價(jià)鍵，N₄的結(jié)構(gòu)等同于白磷，故1molN₄中含有6molN-N鍵，即6N_A個(gè)共用電子對(duì)，故答案為：6；
（3）化合物的焰色反應(yīng)為黃色，故含鈉元素；相對(duì)分子質(zhì)量為39且與水反應(yīng)能生成氨氣，故除了含有鈉元素，還還有N元素，故此化合物為NaNH₂，由離子鍵和共價(jià)鍵構(gòu)成，和與鹽酸的反應(yīng)：NaNH₂+2HCl=NaCl+NH₄Cl，故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵，NaNH₂+2HCl=NaCl+NH₄Cl；
（4）由信息可知，A與NaOH溶液反應(yīng)，先觀察到產(chǎn)生白色沉淀B，后產(chǎn)生能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體C，氣體不再產(chǎn)生時(shí)沉淀開始溶解，則氣體C為氨氣，白色沉淀為氫氧化鋁，A中含NH₄⁺、Al³⁺，均為10電子的陽離子，沉淀恰好完全溶解時(shí)共用去氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.050mol，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，NH₄⁺、Al³⁺為1：1，則A中含陰離子帶2個(gè)單位的負(fù)電荷，且與銨根離子、鋁離子不反應(yīng)，則陰離子可為SO₄^2-，
①由上述分析可知A為NH₄Al（SO₄）₂，檢驗(yàn)A中陰離子的方法為取少量A的溶液于試管中，加入足量的稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇，若有白色沉淀生成，說明A中的陰離子為硫酸根離子，故答案為：NH₄Al（SO₄）₂；取少量A的溶液于試管中，加入足量的稀鹽酸酸化，再加入氯化鋇，若有白色沉淀生成，說明A中的陰離子為硫酸根離子；
②C與氯氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl，故答案為：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握銨根離子、鋁離子的檢驗(yàn)為解答的關(guān)鍵，注意陰離子可由電荷守恒分析，側(cè)重分析與推斷能力的綜合考查，題目難度中等．