Question

3．某二元化合物A由X、Y两元素组成，它具有良好的电学和光学性能，将20.6gA隔绝空气加热至300℃完全分解，产生19.2gX单质和1.12L气体Y单质（标准状况）．A遇水剧烈反应，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体C和黄色沉淀D，D在空气中最终变为蓝色固体，该蓝色固体加热生成黑色固体E．
（1）Y元素在周期表中放入位置第2周期第ⅤA族，镁与Y单质反应产物的化学式Mg₃N₂
（2）A在300℃下隔绝空气加热分解的化学方程式2Cu₃N$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$6Cu+N₂．
（3）A与足量盐酸反应，产生白色沉淀，化学方程式为Cu₃N+4HCl=3CuCl↓+NH₄Cl，
（4）用化学方程式解释黄色固体D变为蓝色固体的原因4CuOH+O₂+2H₂O=4Cu（OH）₂．
（5）固体E和气体C加热反应，有红色固体生成，其化学方程式为3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O或6CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3Cu₂O+N₂+3H₂O．请设计实验方案检验红色固体成分取少量固体mg加入稀硫酸后过滤、洗涤、干燥到恒重，称量固体质量为ng，根据m与n的关系确定其组成．

Answer 1

分析 A遇水剧烈反应，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体C和黄色沉淀D，则C应为NH₃，D在空气中最终变为蓝色固体，该蓝色固体加热生成黑色固体E，则D应为CuOH，E为CuO，二元化合物A由X、Y两元素组成，根据元素守恒可知，A应由Cu、N两种元素组成，则气体Y单质应为N₂，X单质为Cu，它具有良好的电学和光学性能，20.6gA隔绝空气加热至300℃完全分解，产生19.2gCu和1.12LN₂（标准状况），则A中铜元素和氮元素的物质的量之比为$\frac{19.2}{64}：\frac{1.12}{22.4}$=3：1，所以A为Cu₃N，据此答题．

解答 解：A遇水剧烈反应，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体C和黄色沉淀D，则C应为NH₃，D在空气中最终变为蓝色固体，该蓝色固体加热生成黑色固体E，则D应为CuOH，E为CuO，二元化合物A由X、Y两元素组成，根据元素守恒可知，A应由Cu、N两种元素组成，则气体Y单质应为N₂，X单质为Cu，它具有良好的电学和光学性能，20.6gA隔绝空气加热至300℃完全分解，产生19.2gCu和1.12LN₂（标准状况），则A中铜元素和氮元素的物质的量之比为$\frac{19.2}{64}：\frac{1.12}{22.4}$=3：1，所以A为Cu₃N，
（1）Y元素为氮元素，在周期表中放入位置第2周期第ⅤA族，镁与氮气反应产物的化学式是Mg₃N₂，
故答案为：第2周期第ⅤA族；Mg₃N₂；
（2）Cu₃N在300℃下隔绝空气加热分解的化学方程式为2Cu₃N$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$6Cu+N₂，
故答案为：2Cu₃N$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$6Cu+N₂；
（3）Cu₃N与足量盐酸反应，产生白色沉淀为氯化亚铜，反应的化学方程式为Cu₃N+4HCl=3CuCl↓+NH₄Cl，
故答案为：Cu₃N+4HCl=3CuCl↓+NH₄Cl；
（4）黄色固体CuOH变为蓝色固体Cu（OH）₂的原因是因为氢氧化亚铜被空气中的氧气所氧化，反应的方程式为4CuOH+O₂+2H₂O=4Cu（OH）₂，
故答案为：4CuOH+O₂+2H₂O=4Cu（OH）₂ ；
（5）CuO和NH₃加热反应，有红色固体铜或氧化亚铜生成，其化学方程式为3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O或6CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3Cu₂O+N₂+3H₂O，检验红色固体成分 的方法是取少量固体mg加入稀硫酸后过滤、洗涤、干燥到恒重，称量固体质量为ng，根据m与n的关系确定其组成，
故答案为：3CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O或6CuO+2NH₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3Cu₂O+N₂+3H₂O；取少量固体mg加入稀硫酸后过滤、洗涤、干燥到恒重，称量固体质量为ng，根据m与n的关系确定其组成．

点评 本题考查了无机推断，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，明确有关物质的颜色变化是解题的关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．