Question

9．A、B、C分别是由H、C、O、N、Na、Cu六种元素中的两种或多种元素组成的化合物．现对A、B、C三种化合物分别做以下实验：
A是一种蓝色固体，B是无色晶体，其式量为68，C是白色固体，分别取A、B、C三种物质少量于三支试管中，加适量水溶解，发现A不溶于水，B、C都能溶于水，并且用pH试纸测定，B与C的水溶液都显碱性．
（1）取A物质少量于一支试管中，后加适量稀盐酸溶解，并用酒精灯微热，发现固体溶解时，伴有气泡产生．将56.8gA隔绝空气加热分解生成40g黑色固体X、无色酸性气体Y（标准状况下，密度为1.96g/L）和水，生成的Y折合成标准状况下的体积为6.72L，则A的化学式为Cu₅（OH）₄（CO₃）₃或Cu₅C₃H₄O₁₃．
（2）取B的水溶液2ml与新制Cu（OH）₂混合加热，发现能出现砖红色沉淀，则物质B为HCOONa．
（3）取16.8gC固体加强热，将生成的气体依次通过经称量过的装CaCl₂固体的干燥管和装足量Ba（OH）₂水溶液的洗气瓶，后经再次称量发现干燥管增重1.8g，洗气瓶增重4.4g．写出C物质加入水后的溶液显碱性的原因NaHCO₃溶液中存在平衡：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-水解程度大于电离程度，溶液显示碱性．（用离子方程式和必要文字解释）

Answer 1

分析 （1）A为不溶于水的蓝色固体，可能含有铜离子，再根据隔绝空气加热A生成黑色固体，黑色固体应该为氧化铜，根据标况下的密度可以计算出无色气体Y的摩尔质量，从而判断Y为二氧化碳，则A中一定含有碳酸根离子；再根据生成水的质量及碱式碳酸铜的组成判断A的化学式；
（2）根据B溶于水，溶液显示碱性，能够与新制氢氧化铜反应判断B为甲酸盐，再根据题干提供的元素名称判断B的名称；
（3）根据C加热生成二氧化碳和水判断C为碳酸氢盐，根据C为无色固体可知C为碳酸氢钠，由于碳酸根离子的水解程度大于其电离程度，则碳酸氢钠溶液显示碱性．

解答 解：（1）标准状况下，Y气体的密度为1.96g/L，Y的摩尔质量为：22.4L/mol×1.96g/L≈44g/mol，无色气体为二氧化碳，
40g黑色固体为CuO，物质的量为：$\frac{40g}{80g/mol}$=0.5mol，标况下6.72L二氧化碳的物质的量为：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，0.3mol二氧化碳的质量为：44g/mol×0.3mol=13.2g，
56.8g A分解生成水的质量为：56.8g-40g-13.2g=3.6g，水的物质的量为：$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，A为蓝色不溶于水的固体，联系碱式碳酸铜的组成可知，固体A中应该含有碳酸根离子、铜离子和氢氧根离子，根据原子守恒，n（Cu²⁺）：n（OH）：n（CO₃^2-）=0.5mol：0.2mol×2：0.3mol=5：4：3，则A的化学式为：Cu₅（OH）₄（CO₃）₃或Cu₅C₃H₄O₁₃，
故答案为：Cu₅（OH）₄（CO₃）₃或Cu₅C₃H₄O₁₃；
（2）B是能够溶于水的晶体，B的溶液显示碱性，B与新制Cu（OH）₂混合加热，能出现砖红色沉淀，B分子中一定含有醛基-CHO，B只能为甲酸盐，且式量为68，根据题干提供的元素，满足条件的只能为甲酸钠，
故答案为：HCOONa；
（3）氯化钙固体增重的为水的质量，氢氧化钡增重的4.4g为二氧化碳的质量，说明B加热分解生成二氧化碳和水，则C为碳酸氢盐，再根据C为无色固体，水溶液显示碱性，则C只能为碳酸氢钠，碳酸氢钠电离方程式为：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-；其水解方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，由于碳酸氢根离子的水解程度反应其电离程度，则碳酸氢钠溶液显示碱性，
故答案为：NaHCO₃溶液中存在平衡：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-水解程度大于电离程度，溶液显示碱性．

点评 本题考查了化学方程式的计算、无机推断，题目难度较大，涉及的知识点较多，注意掌握无机推断的方法与技巧，明确有关化学方程式的书写及计算方法．