Question

6．甲、乙、丙三種化合物均由氫、氮、氧、銅四種元素中的兩種組成．常溫下，甲是一種含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.5%的液態(tài)化合物，其相對(duì)分子質(zhì)量與空氣中某種主要成分的相對(duì)分子質(zhì)量相等；乙和丙是銅的兩種常見氧化物，乙是新制氫氧化銅與乙醛反應(yīng)的還原產(chǎn)物．試回答下列問題：
（1）甲的結(jié)構(gòu)式．
（2）甲是一種二元弱堿，則甲與過量硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物為N₂H₆SO₄（寫化學(xué)式）．16g甲在空氣中充分燃燒，生成一種常見液態(tài)物質(zhì)和氮?dú)猓�放�?11kJ熱量，則其熱化學(xué)方程式為N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-622kJ/mol．
（3）甲和丙反應(yīng)的產(chǎn)物中含有乙和一種氣態(tài)單質(zhì)，寫出其化學(xué)方程式N₂H₄+4CuO=2Cu₂O+N₂↑+2H₂O．
（4）向乙的固體中加入過量硫酸酸化的硫酸鐵溶液，乙固體完全溶解，得到透明溶液．
①寫出其離子方程式Cu₂O+2Fe³⁺+2H⁺=2Cu²⁺+2Fe²⁺+H₂O．
②若所得溶液中陽離子濃度均約為0.1mol/L，再向所得混合溶液中加丙，最先得到Fe（OH）₃沉淀（不同濃度的陽離子開始和完全以氫氧化物沉淀的pH如圖）．
③向上述混合液中加入有機(jī)萃取劑（RH）發(fā)生反應(yīng)：2RH（有機(jī)相）+Cu²⁺（水相）?R₂Cu（有機(jī)相）+2H⁺（水相），已知其它陽離子與該有機(jī)物不能發(fā)生反應(yīng)，也不相溶．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證有機(jī)相中含有銅元素．

Answer 1

分析 甲、乙、丙三種化合物均由氫、氮、氧、銅四種元素中兩種元素組成．常溫下，甲是一種含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.5%的液態(tài)化合物，相對(duì)分子質(zhì)量與空氣中某種主要成份的相對(duì)分子質(zhì)量相同，而空氣的主要成分為氧氣和氮?dú)�，如為氮�(dú)�，則相對(duì)分子質(zhì)量為28，沒有符合物質(zhì)，如為氧氣，則相對(duì)分子質(zhì)量為32，則該化合物含N的質(zhì)量為32×87.5%=28，則甲含有N、H兩種元素，分子式為N₂H₄，乙和丙是銅的兩種常見氧化物，乙是新制的氫氧化銅與乙醛反應(yīng)的還原產(chǎn)物，則乙為Cu₂O，丙為CuO．

解答 解：甲、乙、丙三種化合物均由氫、氮、氧、銅四種元素中兩種元素組成．常溫下，甲是一種含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.5%的液態(tài)化合物，相對(duì)分子質(zhì)量與空氣中某種主要成份的相對(duì)分子質(zhì)量相同，而空氣的主要成分為氧氣和氮?dú)�，如為氮�(dú)猓瑒t相對(duì)分子質(zhì)量為28，沒有符合物質(zhì)，如為氧氣，則相對(duì)分子質(zhì)量為32，則該化合物含N的質(zhì)量為32×87.5%=28，則甲含有N、H兩種元素，分子式為N₂H₄，乙和丙是銅的兩種常見氧化物，乙是新制的氫氧化銅與乙醛反應(yīng)的還原產(chǎn)物，則乙為Cu₂O，丙為CuO．
（1）甲為N₂H₄，結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；
（2）肼是一種二元堿，則可以與2個(gè)H⁺結(jié)合，N₂H₄與硫酸反應(yīng)的方程式為：N₂H₄+H₂SO₄=N₂H₆SO₄，則產(chǎn)物為N₂H₆SO₄，n（N₂H₄）=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol，燃燒時(shí)生成一種常見液態(tài)物質(zhì)和氮?dú)猓�液態(tài)物質(zhì)為生成水，放出311kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-622kJ/mol，
故答案為：N₂H₆SO₄；N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-622kJ/mol；
（3）甲和丙反應(yīng)的產(chǎn)物中含有乙和一種氣態(tài)單質(zhì)，該氣體單質(zhì)為氮?dú)�，反�?yīng)的方程式為：N₂H₄+4CuO=2Cu₂O+N₂↑+2H₂O，
故答案為：N₂H₄+4CuO=2Cu₂O+N₂↑+2H₂O；
（4）向Cu₂O固體中加入過量硫酸酸化的硫酸鐵溶液，Cu₂O固體完全溶解，得到透明溶液，應(yīng)生成硫酸銅和硫酸亞鐵，
①反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2Fe³⁺+2H⁺=2Cu²⁺+2Fe²⁺+H₂O，故答案為：Cu₂O+2Fe³⁺+2H⁺=2Cu²⁺+2Fe²⁺+H₂O；
②反應(yīng)后硫酸鐵過量，由圖象可知Fe³⁺完全沉淀時(shí)所需pH較小，則加入CuO消耗氫離子時(shí)，溶液pH不斷增大，首先析出的沉淀是Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；
③由可逆反應(yīng)2RH（有機(jī)相）+Cu²⁺（水相）?R₂Cu（有機(jī)相）+2H⁺（水相）可知，可在有機(jī)相中加入鹽酸或稀硫酸，則平衡向逆向移動(dòng)，如溶液變成藍(lán)色，可說明有機(jī)相中含有Cu²⁺，
故答案為：取有機(jī)層，加入鹽酸或稀硫酸，振蕩后水層呈藍(lán)色，則證明有機(jī)相中含有銅元素．

點(diǎn)評(píng) 題目比較綜合，涉及物質(zhì)推斷、化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式、圖象分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，能力考查主要是考查信息處理能力、表達(dá)能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和綜合分析能力，難度中等．