题目内容

(14分)甲、乙、丙三种化合物均由氢、氮、氧、铜四种元素中的两种组成。常温下,甲是一种含氮质量分数为87.5%的液态化合物,其相对分子质量与空气中某种主要成分的相对分子质量相等;乙和丙是铜的两种常见氧化物,乙是新制氢氧化铜与乙醛反应的还原产物。试回答下列问题:
(1)甲的结构式           
(2)甲是一种二元弱碱,则甲与过量硫酸反应的产物为           (写化学式)。16g甲在空气中充分燃烧,生成一种常见液态物质和氮气,放出311kJ热量,则其热化学方程式为                            
(3)甲和丙反应的产物中含有乙和一种气态单质,写出其化学方程式                           
(4)向乙的固体中加入过量硫酸酸化的硫酸铁溶液,乙固体完全溶解,得到透明溶液。
①写出其离子方程式                       
②若所得溶液中阳离子浓度均约为0.1mol/L,再向所得混合溶液中加丙,最先得到        沉淀(不同浓度的阳离子开始和完全以氢氧化物沉淀的pH如下图)。

③向上述混合液中加入有机萃取剂(RH)发生反应:2RH(有机相)+Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+2H+(水相),已知其它阳离子与该有机物不能发生反应,也不相溶。请设计实验方案,验证有机相中含有铜元素。
(1)(2分)
(2) N2H6SO(2分)      N2H4(l) + O2(g) ="=" N2(g) + 2H2O(g) ΔH=-622kJ/mol   (2分)
(3) N2H4 + 4CuO ="=" 2Cu2O + N2 + 2H2O   (2分)
(4)①2Fe3+ + Cu2O + 2H+ ="=" 2Fe2+ + 2Cu2+ + H2O   (2分)
②Fe(OH)(2分)
③分离出有机相,加入一定浓度的硫酸,若得到蓝色溶液,则证明有机相中含有铜元素  (2分)

试题分析:(1)甲中氮的质量分数较大,则另一元素为氢,该化合物应为肼(N2H4),其相对分子质量与氧气相等。(2)肼是一种二元碱,则可以与2个H+结合,故肼与过量硫酸反应时可生成一种盐N2H6SO4。16g肼为0.5mol,则1mol肼完全燃烧放热622kJ。(3)乙为氧化亚铜,丙为氧化铜,肼与氧化铜反应生成的气体应为氮气,化学方程式为:N2H4 + 4CuO ="=" 2Cu2O + N2 + 2H2O。(4)①由于Fe3+的氧化性,可以氧化乙中+1的铜,生成Cu2+,Fe3+被还原为Fe2+,配的化学方程式为:2Fe3+ + Cu2O + 2H+ ="=" 2Fe2+ + 2Cu2+ + H2O。②由于硫酸和硫酸铁过量,则所得混合溶液中的阳离子有H+、Fe3+、Fe2+、Cu2+,且浓度均为0.1mol/L,再向溶液中加入的CuO与H+反应,溶液酸性减弱,pH逐渐增大,从图像上可看出,最先析出的沉淀为Fe(OH)3。③通过分液得到有机相,在有机相中加入一定浓度的硫酸,使铜离子再生,通过溶液显蓝色可作判断。
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(列出计算过程);
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为        。在实验室中,FeCl2可用铁粉和        盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉和        反应制备;
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与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为                                     ,该电池总反应的离子方程式为                                             
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(1)铁屑与稀硫酸反应前,应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟,操作目的是_____,浸泡后,用____(填操作方法)分离并洗涤铁屑。
(2)操作a为_______________。
(3)最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
②____________________。
(4) FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I.方案一:可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还有___________(填仪器名称)。在配制过程中,下列说法正确的是____________(填序号字母)。
A.KMnO4溶于水不放热,可以直接在容量瓶中溶解
B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验
C.定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平
D.如果定容时加水超过刻度线必须毓配制
II.方案二:将FeSO4·7H2O最终转化为Fe2O3,测定质量变化,操作流程如下:

①步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量______g(用含a的代数式表示)。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______(填“偏大,’.“偏小”或“不变”)。

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