Question

【题目】Ⅰ.某化合物M（仅含三种短周期元素）是一种储氢材料。为探究M的组成和性质，设计并完成如下实验：

已知：化合物A仅含两种元素；气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

请回答：（1）化合物M的组成元素是______________（用元素符号表示）。

（2）化合物A与水反应的化学方程式是______________________。

（3）镁带在足量气体B中燃烧可生成化合物M和一种单质气体，该反应的化学方程式是______。

II．无机盐X仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，原子个数比为1︰1︰4。将23.8gX与水共热，生成一种有特殊臭味的气体单质A和某强酸的酸式盐溶液B，B的焰色反应呈黄色，在溶液B中加入足量的BaCl2溶液，产生46.6g白色沉淀。请推测并回答：

（4）单质A有很强的氧化性，可用于净化空气，饮用水消毒等。A中组成元素的简单离子结构示意图为___________________________。

（5）X的化学式_____________。

（6）实验室可通过低温电解B溶液制备X。该电解反应的化学方程式___________________。

（7）X氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫。在碱性条件下，X氧化NO的离子方程式_____________________。

（8）X溶液与铜反应时先慢后快。某同学认为除反应放热这一因素外，还有一种可能是反应生成的Cu2+对后续反应起催化作用，为此他设计了如下实验方案：取少量铜粉置于试管中，先加入少量CuSO4溶液，再加入X溶液，振荡，观察现象。若加入硫酸铜溶液的反应快，说明Cu2＋起了催化作用，反之Cu2＋不起作用。写出X与铜反应的化学方程式________，判断该同学设计的验证方法合理性并说明理由_________。

Answer 1

【答案】Mg、N、H Mg3N2 + 6H2O == 3Mg（OH）2↓+ 2NH3↑ Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2↑ Na2S2O8 2NaHSO4Na2S2O8+H2↑ 3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4 该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO4溶液，反应速率快也可能是SO42-起催化作用

【解析】

I.气体B（4.48L）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B为NH3，其物质的量为4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，某物质M （仅含三种元素）是一种储氢材料，M隔绝空气高温分解生成固体A和氨气，镁带在足量气体B中燃烧可生成化合物M，证明M中含有N、H、Mg元素，A只含两种元素，A和水反应生成氨气和白色沉淀C，固体A和水反应生成氨气物质的量为0.1mol，白色沉淀C为氢氧化镁沉淀，则A为Mg3N2，物质的量为0.05mol，由元素守恒可知Mg元素物质的量0.15mol，M中含氮元素为0.2mol+0.1mol=0.3mol，所含氢元素物质的量为(8.4g-0.3mol×14g/mol-0.15mol×24g/mol)÷1g/mol=0.6mol，M中元素物质的量之比为n（Mg）：n（N）：n（H）=0.15：0.3：0.6=1：2：4，可知M化学式为Mg（NH2）2，以此来解答。

II．无机盐X仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，23.8gX的物质的量为0.1mol，X与水共热生成一种有特殊臭味的气体单质A和某强酸的酸式盐溶液B，B的焰色反应呈黄色，B中含有Na元素，则X含有Na元素，在溶液B中加入足量的BaCl2溶液，产生46.6g白色沉淀，白色沉淀为BaSO4，其物质的量为0.2mol，根据S原子守恒可知X中含有2个S原子，B为NaHSO4，X中三种元素原子个数比为1：1：4，该无机盐X可以表示为（NaSX4）2，则X元素相对原子质量为16，X为O元素，故A为O3，X为Na2S2O8．

Ⅰ. (1)由上述分析可知，M中含元素为Mg、N、H，

故答案为：Mg、N、H；

(2)化合物A与水反应的化学方程式是Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑，

故答案为：Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑；

(3)镁带在足量气体B中燃烧可生成化合物M和一种单质气体,气体为氢气,则该反应的化学方程式是Mg+2NH3═Mg(NH2)2+H2↑，

故答案为：Mg+2NH3═Mg(NH2)2+H2↑。

II．（4）单质A为O3，组成元素的简单离子结构示意图为：，故答案为：；

（5）X的化学式为：Na2S2O8，故答案为：Na2S2O8；

（6）实验室可通过低温电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8，电解方程式为：2NaHSO4Na2S2O8+H2↑；

（7）X氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫．在碱性条件下，Na2S2O8氧化NO的离子方程式为：3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O，
故答案为：3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O；

（8）Na2S2O8与铜反应的化学方程式：Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4，该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO4溶液，反应速率快也可能是SO42-起催化作用，

故答案为：Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4；该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO4溶液，反应速率快也可能是SO42-起催化作用。