Question

3．固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应，甲组同学用下图装置（夹持装置略）对其进行探究实验．

（1）仪器B的名称是分液漏斗，其在该实验中有两个作用：一是加注液态反应物，二是控制反应速度．
（2）试验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成．
①Ⅲ中的试剂为碱石灰；
②Ⅳ发生反应的化学方程式为3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；
③Ⅴ的作用为除去没有被氧化完的氨气，装置V的缺陷是没有防倒吸．
（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅱ-Ⅴ-Ⅵ，此时Ⅱ中现象为试纸变蓝，原因是CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝．
（4）化合物A中含单质M的元素的质量分数为28%，则A的化学式为Mg₃N₂，写出A与水反应的化学方程式Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑．

Answer 1

分析 （1）仪器B是分液漏斗，用来滴加反应物，控制反应速率；
（2）Ⅱ中的试纸变蓝，说明生成碱性气体氨气，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色，并有M生成，Ⅳ为氨气与氧化铜反应，生成Cu，M为气体单质，为氮气，同时生成水．进入装置Ⅳ的气体应干燥，Ⅲ中试剂的作用是除去氨气中的水，故Ⅲ中的试剂为碱石灰；Ⅴ中的试剂的作用是除去剩余的氨气，故应为浓硫酸；
（3）装置连接顺序改变后，因为3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O，该反应有水生成，且氨气肯定不能完全反应；
（4）设该化合物的化学式为M₃N_x，M的相对原子质量为R，利用关系式M₃N_x～$\frac{x}{2}$N₂，确定R与x的关系，x是M的化合价，只能取正整数，讨论确定M的相对原子质量，进而确定元素．

解答 解：（1）仪器B的名称是分液漏斗，其在该实验中有两个作用：一是加注液态反应物，另一个作用是通过滴加液体的速率控制反应速度
故答案为：分液漏斗；控制反应速度；
（2）Ⅱ中的试纸变蓝，说明生成了NH₃，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，生成Cu，M为气体单质，为氮气，同时生成水，发生了反应：3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O，
①Ⅲ中试剂的作用是除去氨气中的水，故应是碱石灰，故答案为：碱石灰；
②Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，生成Cu，M为气体单质，为氮气，同时生成水，发生了反应：3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O，
故答案为：3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O；
③Ⅴ中的试剂的作用是除去剩余的氨气，故应为浓硫酸，氨气和浓硫酸发生反应易引起倒吸，装置V的缺陷是没有防倒吸，
故答案为：除去没有被氧化完的氨气；没有防倒吸；
（3）装置连接顺序改变后，因为3CuO+2NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3Cu+3H₂O，该反应有水生成，且氨气肯定不能完全反应，剩余的氨气和水反应NH₃•H₂O，显碱性，使红色石蕊试纸变蓝，
故答案为：试纸变蓝；CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝；
（4）设该化合物的化学式为M₃N_x，M的相对原子质量为R，则：
   M₃N_x～$\frac{x}{2}$N₂
3R+14x   11.2 x L
2.5g       0.56 L
2.5×11.2x=（3R+14x）×0.56
整理得R=12x，因x是M的化合价，只能取正整数，R为12、24或36，则此元素只能为Mg，化合物A是Mg₃N₂，
A与水反应的化学方程式为：Mg₃N₂+6H₂O═3 Mg（OH）₂+2NH₃↑，
故答案为：Mg₃N₂；Mg₃N₂+6H₂O═3 Mg（OH）₂+2NH₃↑．

点评 本题主要考查元素化合物知识、化学计算、化学实验，（4）中根据生成的氨气确定N元素化合价，利用讨论的方法进行计算确定元素，难度较大．