Question

14．无机盐X是高效、安全的广谱杀菌剂，还是植物生长激素，能促进作物生长，明显提高作物产量．某研究小组为了探究X的组成和性质，设计并完成如下实验．
（1）取45.6g X加热到150℃时，发生非氧化还原反应，生成气体A和固体化合物B，收集到的气体A的体积为17.92L（已折合为标准状况），A能使湿润的pH试纸显蓝色．
（2）把得到的B全部溶于水，均分为二份，分别进行如下二个过程的相关实验，得到如图实验现象、数据：

请回答下列问题：
（1）气体A的电子式为．
（2）盐X的化学式为Cu（NH₃）₄SO₄．X在150℃条件下分解的化学方程式为Cu（NH₃）₄SO₄$\frac{\underline{\;150℃\;}}{\;}$CuSO₄+4NH₃↑．
（3）红色沉淀F与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）D与FeCl₃溶液（加过量盐酸）混合反应，反应后溶液存在的阳离子有Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺或Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺．

Answer 1

分析 碱性溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，取45.6g X加热到150℃时，发生非氧化还原反应，生成气体A和固体化合物B，收集到的气体A能使湿润的pH试纸显蓝色为氨气，根据氮原子守恒计算出45.6g X中氮原子的物质的量；乙醛和新制氢氧化铜发生氧化还原反应生成乙酸钠、氧化亚铜和水，把得到的B全部溶于水，均分为二份，实验过程二，砖红色沉淀D为氧化亚铜，氧化亚铜和稀硫酸反应可生成硫酸铜和铜，加稀硫酸和氧化亚铜发生氧化还原反应，红色沉淀为F为铜，蓝色溶液E为硫酸铜，据此分析解答．

解答 解：气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则气体的水溶液显碱性，则A为氨气，45.6g X加热到150℃时，发生非氧化还原反应，生成气体A的体积为17.92L（已折合为标准状况），物质的量为：n（NH₃）=$\frac{17.92L}{22.4mol/L}$=0.8mol，把得到的B全部溶于水，均分为二份，加热氯化钡，发生：SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓，白色沉淀E为BaSO₄，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{23.3g}{233g/mol}$=0.1mol，45.6g X中n（SO₄^2-）=0.2mol，在加热条件下，乙醛和新制氢氧化铜发生氧化还原反应生成乙酸、氧化亚铜和水，反应方程式为：CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O，把得到的B全部溶于水，均分为二份，实验过程二，加入过量的氢氧化钠溶液溶液呈碱性，加入乙醛溶液加热，得到砖红色沉淀D7.2g，为乙醛与氢氧化铜发生氧化还原反应生成氧化亚铜沉淀，n（Cu₂O）=$\frac{7.2g}{144g/mol}$=0.05mol，45.6g X中n（Cu）=0.05×4mol=0.2mol，砖红色沉淀D为氧化亚铜，加稀硫酸，发生反应Cu₂O+H₂SO₄=CuS0₄+Cu↓+H₂O红色沉淀为F为铜，蓝色溶液E为硫酸铜，
（1）气体A为氨气，氨气为共价化合物，氨气中存在3个氮氢键，氮原子最外层达到8电子稳定结构，氨气的电子式为，
故答案为：；
（2）45.6g X中n（SO₄^2-）=0.2mol，n（Cu）=0.05×4mol=0.2mol，n（NH₃）=$\frac{17.92L}{22.4mol/L}$=0.8mol，根据质量守恒：0.2mol×96g/mol+0.2mol×64g/mol+0.8mol×17g/mol=45.6g，则盐X的化学式为Cu（NH₃）₄SO₄，X在150℃条件下分解的化学方程式为：Cu（NH₃）₄SO₄$\frac{\underline{\;150℃\;}}{\;}$CuSO₄+4NH₃↑，
故答案为：Cu（NH₃）₄SO₄；Cu（NH₃）₄SO₄$\frac{\underline{\;150℃\;}}{\;}$CuSO₄+4NH₃↑；
（3）氧化亚铜和稀硫酸反应可生成硫酸铜和铜，红色沉淀为F为铜，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）砖红色沉淀D为氧化亚铜，D与FeCl₃溶液（加过量盐酸）混合反应，酸性条件下：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu↓+H₂O，FeCl₃具有氧化性，能氧化Cu生成氯化铜，同时自身被还原生成氯化亚铁，离子方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu ²⁺，铁离子有可能剩余，所以反应后溶液存在的阳离子有：Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺或Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺，
故答案为：Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺或Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺．

点评 本题考查了物质组成的推断，涉及离子的检验、物质的性质等知识点，熟悉元素化合物的性质、知道流程图中每一步发生的反应及反应现象是解本题关键，题目难度中等．