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【题目】NVCO{化学式可表示为(NH4)a[(VO)b(CO3)c(OH)d]·10H2O}能用于制取VO2,实验室可由V2O5、N2H4·2HCl、NH4HCO3为原料制备NVCO。

(1)原料NH4HCO3中HCO3-水解的离子方程式为____________。

(2) N2H4·2HCl是N2H4的盐酸盐。已知N2H4在水中的电离方式与NH3相似,25 ℃时,K1=9.55×10-7。该温度下,反应N2H4+H+N2H5+的平衡常数K=________(填数值)。

(3)为确定NVCO的组成,进行如下实验:

①称取2.130 g样品与足量NaOH充分反应,生成NH3 0.224 L(已换算成标准状况下)。

②另取一定量样品在氮气氛中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如下图所示(分解过程中各元素的化合价不变)。

根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式(写出计算过程)________________。

【答案】HCO3-+H2OH2CO3+OH- 9.55×107 (NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O

【解析】

(1)HCO3-水解生成H2CO3和OH-;

(2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离方程式为N2H4+H2ON2H5++OH-,反应N2H4+H+N2H5+的平衡常数K==;

(3)设NVCO的摩尔质量为M g/mol,由=0.864 8,可得M=1 065,由可得b=6;由×a=n(NH3)==0.01mol,解得a=5,由最后产物为VO2,则VO为+2价,2c+d=5×1+2×6=17,由化合物的相对分子质量18a+67b+60c+17d+180=1065可知60c+17d=393,解得c=4,d=9,将a=5,b=6,c=4,d=9代入化学式表达式,可得化学式。

(1)HCO3-水解生成H2CO3和OH-,水解反应离子方程式为HCO3-+H2OH2CO3+OH-;

(2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离方程式为N2H4+H2ON2H5++OH-,反应N2H4+H+N2H5+的平衡常数K===9.55×107;

(3)设NVCO的摩尔质量为M g/mol,由=0.864 8,可得M=1 065,由可得b=6;由×a=n(NH3)==0.01mol,解得a=5,由最后产物为VO2,则VO为+2价,2c+d=5×1+2×6=17,由化合物的相对分子质量18a+67b+60c+17d+180=1065可知60c+17d=393,解得c=4,d=9,将a=5,b=6,c=4,d=9代入化学式表达式,可得化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。

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【题目】查阅文献:Ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价氮的化合物。

Ⅱ.FeSO4 + NOFe(NO)SO4(棕色) ΔH<0。

Ⅲ.NO2和NO都能被酸性KMnO4溶液氧化吸收。

甲按照如图所示的实验装置进行实验:

实验操作和现象记录如表所示:

实验操作

实验现象

打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹

打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞

无明显现象

加热烧瓶,反应开始后停止加热

①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅;B中溶液变棕色;C中溶液紫色变浅。

②反应停止后,A中无固体剩余

请回答下列问题:

① 加热前,向烧瓶中滴入浓硝酸没有明显现象的原因是________________________________

② 检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是________________________________

③ 甲取少量B中溶液,加热,实验现象是____________________________________________,请用化学平衡原理解释原因________________________________________________________,甲依据该现象得出结论:铁与硝酸反应有NO生成。

④乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙作出的改变是____________________________,证明有NO生成的实验现象是________________________________________________

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