Question

12．一定條件下，無(wú)機(jī)物可以轉(zhuǎn)化為有機(jī)物．例如，干冰與液氨反應(yīng)可生成氨基甲酸銨（NH₂COONH₄），氨基甲酸銨受熱可轉(zhuǎn)化為尿素[CO（NH₂）₂]．新近研究發(fā)現(xiàn)，海底熱液中有CO₂和H₂等無(wú)機(jī)物，還有可能通過(guò)非生物途徑形成的CH₄等烴類．
請(qǐng)回答：
（1）干冰的結(jié)構(gòu)式O=C=O．
（2）干冰與液氨反應(yīng)生成氨基甲酸銨的化學(xué)方程式CO₂+2NH₃═NH₂COONH₄．
（3）氨基甲酸銨受熱轉(zhuǎn)化為尿素的化學(xué)方程式NH₂COONH₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO（NH₂）₂+H₂O．
（4）有人推測(cè)，海底熱液中CH₄由CO₂和H₂反應(yīng)生成．從氧化還原反應(yīng)的角度說(shuō)明該推測(cè)的合理性CO₂中碳元素化合價(jià)為+4價(jià)，具有氧化性，H₂具有還原性，所以從氧化還原反應(yīng)的角度說(shuō)明該推測(cè)具有一定的合理性．
（5）也有人推測(cè)，海底熱液中的CH₄由海底礦物直接生成．熱液條件（如50MPa，300℃）下，礦物中NaHCO₃、Fe與H₂O反應(yīng)可生成CH₄的化學(xué)方程式NaHCO₃+3Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫高壓\;}}{\;}$CH₄+NaOH+Fe₃O₄．
（6）探究某礦物（xNa₂CO₃•yNaHCO₃•zH₂O）組成：取22.60g試樣分成兩等份后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．一份用酒精燈加熱至恒重（270），得到固體質(zhì)量為7.95g；另一份加入足量酸，放出的氣體通入過(guò)量的澄清石灰水，得到白色沉淀10.00g．該礦物的化學(xué)式是Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O（用x、y、z的最簡(jiǎn)整數(shù)比表示）．
（7）BaSO₄不溶于酸，若用飽和Na₂CO₃溶液處理可轉(zhuǎn)化為溶于酸的BaCO₃，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式是BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）干冰中碳原子與氧原子之間形成2對(duì)共用電子對(duì)；
（2）由題目信息可知，CO₂與NH₃反應(yīng)生成NH₂COONH₄；
（3）NH₂COONH₄轉(zhuǎn)化為CO（NH₂）₂，由原子守恒可知還生成H₂O；
（4）CO₂中碳元素化合價(jià)為+4價(jià)，具有氧化性，H₂具有還原性；
（5）NaHCO₃、Fe與H₂O反應(yīng)可生成CH₄，C元素發(fā)生還原反應(yīng)，則Fe發(fā)生氧化反應(yīng)生成四氧化三鐵，還應(yīng)有NaOH生成；
（6）一份固體加入減輕的質(zhì)量為結(jié)晶水的質(zhì)量及碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳、水的質(zhì)量質(zhì)量之和；另一份加入酸后用石灰水吸收氣體，生成的10g白色沉淀為碳酸鈣的質(zhì)量，結(jié)合每份樣品總質(zhì)量列方程計(jì)算解答；
（7）BaSO₄與碳酸鈉反應(yīng)得到BaCO₃與硫酸鈉．

解答 解：（1）干冰中碳原子與氧原子之間形成2對(duì)共用電子對(duì)，結(jié)構(gòu)式為O=C=O，
故答案為：O=C=O；
（2）由題目信息可知，CO₂與NH₃反應(yīng)生成NH₂COONH₄，反應(yīng)方程式為：CO₂+2NH₃═NH₂COONH₄，
故答案為：CO₂+2NH₃═NH₂COONH₄；
（3）NH₂COONH₄轉(zhuǎn)化為CO（NH₂）₂，由原子守恒可知還生成H₂O，反應(yīng)方程式為：NH₂COONH₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$   CO（NH₂）₂+H₂O，
故答案為：NH₂COONH₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO（NH₂）₂+H₂O；
（4）CO₂中碳元素化合價(jià)為+4價(jià)，具有氧化性，H₂具有還原性，所以從氧化還原反應(yīng)的角度說(shuō)明該推測(cè)具有一定的合理性，
故答案為：CO₂中碳元素化合價(jià)為+4價(jià)，具有氧化性，H₂具有還原性，所以從氧化還原反應(yīng)的角度說(shuō)明該推測(cè)具有一定的合理性；
（5）NaHCO₃、Fe與H₂O反應(yīng)可生成CH₄，C元素發(fā)生還原反應(yīng)，則Fe發(fā)生氧化反應(yīng)生成四氧化三鐵，還應(yīng)有NaOH生成，反應(yīng)方程式為：NaHCO₃+3Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫高壓\;}}{\;}$CH₄+NaOH+Fe₃O₄，
故答案為：NaHCO₃+3Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫高壓\;}}{\;}$CH₄+NaOH+Fe₃O₄；
（6）設(shè)11.30g礦物中Na₂CO₃、NaHCO₃、H₂O的物質(zhì)的量分別為amol、bmol、cmol，
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O  固體質(zhì)量減少
2mol                           62g
bmol                           31b g
則31b+18c=11.3-7.95=3.35
另一份加入酸后用石灰水吸收氣體，生成的10g白色沉淀為碳酸鈣的質(zhì)量，根據(jù)碳原子守恒則a+b=$\frac{10}{100}$=0.1
由樣品質(zhì)量可得：106a+84b+18c=11.3，
聯(lián)立方程解得a=0.05、b=0.05、c=0.1，
故該礦物的化學(xué)式是Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O，
故答案為：Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O；
（7）BaSO₄不溶于酸，若用飽和Na₂CO₃溶液處理可轉(zhuǎn)化為溶于酸的BaCO₃，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式是：BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄^2-，
故答案為：BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物計(jì)算、化學(xué)方程式書寫、氧化還原反應(yīng)、沉淀轉(zhuǎn)化等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．