Question

氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H₂的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 LH₂（已折算成标准状况）。甲与水反应也能产生H₂，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H₂和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为1.25 g/L。请回答下列问题：

（1）甲的化学式是_________；乙的电子式是__________。

（2）甲与水反应的化学方程式是__________________________________-。

（3）气体丙与金属镁反应的产物是_______（用化学式表示）。

（4）乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式_________。

有人提出产物Cu中可能还含有Cu₂O，请设计实验方案验证之_________________________。

（已知Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O）

（5）甲与乙之间_______（填“可能”或“不可能）发生反应产生H₂，判断理由是________。

 

Answer 1

【答案】

（1）AlH₃     

（2）AlH₃+3H₂O=Al(OH)₃+3H₂↑

（3）Mg₃N₂

（4）2NH₃+3CuO3Cu+ N₂↑+3H₂O；取少量反应产物，滴加足量稀硫酸，若溶液由无色变为蓝色，证明产物Cu中含有Cu₂O；若溶液不变蓝色，证明产物Cu中不含Cu₂O。

（5）可能；AlH₃中含-1价H，NH₃中含+1价H，可发生氧化还原反应产生H₂。

【解析】“单质气体丙在标准状态下的密度为1.25 g/L”——丙为N₂，化合物乙分解得到H₂和N₂，化合物乙为NH₄H，NH₄H有NH₄⁺和H^—构成的离子化合物。6.00 g化合物甲分解得到短周期元素的金属单质和0.3 molH₂，而短周期元素的金属单质的质量为5.4 g；化合物甲与水反应生成的白色沉淀可溶于NaOH溶液，说明该沉淀可能是Al(OH)₃，进而可判定化合物甲为AlH₃。涉及的反应为：

a.甲、乙受热分解：2AlH₃2Al+3H₂↑    2NH₄HN₂↑+5H₂↑

b.甲与水反应： 2AlH₃+6H₂O2Al(OH)₃+6H₂↑

c. 2NH₄H+5CuO="5Cu+" N₂↑+5H₂O

d. 化合物甲与乙可能发生的反应：2AlH₃+ 2NH₄H =2Al+N₂↑+8H₂↑

化合物甲和乙的组成中都含—1价H，—1价H还原性很强，可发生氧化还原反应产生H₂；

且2Al⁺³化合价降低6，2NH₄H 中8H⁺¹化合价降低8，化合价共降低14；2AlH₃中6H^—1和2NH₄H中2H^—化合价升高8，2NH₄H中2N^—3化合价升高6，化合价共升高14。

NH₄H电子式：

第（4）题的实验设计是1992年全国高考题的再现：Cu⁺在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu。现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl₃稀溶液及pH试纸，而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu₂O。

实验方案设计的关键是Cu₂O溶解而Cu不溶解：①Cu₂O为碱性氧化物；②不能选用具有强氧化性的试剂，否则Cu被氧化为Cu²⁺。

实验方案设计的表述：简述操作步骤，复述实验现象，根据现象作出判断。

【考点定位】本题要求根据物质的性质及其计算进行推理，考查了化学式、电子式、化学方程式的正确书写，根据题给信息设计实验的能力，并要求根据物质的组成判断物质的化学性质。本题完全依据2013年《考试说明》样卷对应试题的模式进行命题。