题目内容

20．氢能源是一种重要的清洁能源，现有两种可产生H2的化合物甲和乙．将6.00g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72L的H2（已折算成标准状况）．甲与水反应也能放出H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液．化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25g•L-1．请回答下列问题：
（1）甲的化学式是AlH3．
（2）甲与水反应的化学方程式是AlH3+3H2O=Al（OH）3↓+3H2↑．
（3）气体丙与金属镁反应的产物是Mg3N2（用化学式表示）．
（4）乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式3CuO+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3Cu+3H2O．有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O，请设计实验方案验证之取样后加H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O．（已知：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O）
（5）甲与乙之间可能（填“可能”或“不可能”）发生反应产生H2，判断理由是AlH3中的H为-1价，NH3中的H为+1价，有可能发生氧化还原反应生成氢气．

分析 白色沉淀可溶于NaOH溶液，应为Al（OH）3，说明甲中含有Al和H两种元素，n（H2）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
则m（H）=0.3mol×2×1g/mol=0.6g，则6.00g甲中含有m（Al）=6.00g-0.6g=5.4g，n（Al）=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，
所以n（Al）：n（H）=0.2mol：0.6mol=1：3，则甲的化学式为AlH3，丙在标准状况下的密度为1.25g•L-1，则丙的相对原子质量为1.25g•L-1×22.4L=28，应为N2，则乙为NH3，结合对应的物质以及题目要求可解答该题．

解答 解：白色沉淀可溶于NaOH溶液，应为Al（OH）3，说明甲中含有Al和H两种元素，n（H2）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
则m（H）=0.3mol×2×1g/mol=0.6g，则6.00g甲中含有m（Al）=6.00g-0.6g=5.4g，n（Al）=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，
所以n（Al）：n（H）=0.2mol：0.6mol=1：3，则甲的化学式为AlH3，丙在标准状况下的密度为1.25g•L-1，则丙的相对原子质量为1.25g•L-1×22.4L=28，应为N2，则乙为NH3，
（1）由以上分析可知甲为AlH3，故答案为：AlH3；
（2）AlH3与水发生氧化还原反应，反应的方程式为AlH3+3H2O=Al（OH）3↓+3H2↑，
故答案为：AlH3+3H2O=Al（OH）3↓+3H2↑；
（3）镁可在氮气中燃烧生成氮化镁，化学式为Mg3N2，故答案为：Mg3N2；
（4）NH3在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体N2，反应的方程式为：3CuO+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3Cu+3H2O，要判断产物中是否含有Cu2O，可加入稀硫酸检验溶液是否变蓝，方法是取样后加H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有
Cu2O，反之则无Cu2O，
故答案为：3CuO+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3Cu+3H2O；取样后加H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O；
（5）AlH3中的H为-1价，NH3中的H为+1价，从化合价的角度可知二者可能发生氧化还原反应生成氢气，
故答案为：可能；AlH3中的H为-1价，NH3中的H为+1价，有可能发生氧化还原反应生成氢气．

点评 本题考查无机物的推断，题目难度中等，注意根据先关反应的现象以及数据判断甲乙两种物质，注意相关反应的化学方程式的书写．

练习册系列答案
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18．下列属于弱电解质的是（　　）
A．铜B．硝酸钾C．氢氧化钠D．纯醋酸
11．锰的用途非常广泛，以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如表：
物质Mn（OH）2Co（OH）2Ni（OH）2MnSCoSNiS
Ksp2.1×10-133.0×10-165.0×10-161.0×10-115.0×10-221.0×10-22
（1）步骤Ⅰ中，为加快溶浸速率，可采取的措施是：升高温度、适当增大硫酸浓度、减小矿粉颗粒直径．（至少答两条）
（2）则滤渣1的主要成分为Fe（OH）3（填化学式）．已知MnO2的作用为氧化剂，则得到该成分所涉及的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；Fe3++3NH3﹒H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+．
（3）步骤Ⅲ中，所加（NH4）2S的浓度不宜过大的原因是若（NH4）2S的浓度过大，产生MnS沉淀，造成产品损失．
（4）滤液2中，c（Co2+）：c（Ni2+）=5：1．
（5）将质量为a kg的碳酸锰矿经上述流程处理后得到单质Mn b kg．若每一步都进行完全，滤渣1为纯净物，质量为c kg，则原碳酸锰矿中MnCO3的质量分数为$\frac{（b-\frac{c}{107}×\frac{1}{2}×55）×\frac{115}{55}}{a}$×100%．（用含a、b、c的式子表达，无需化简）
8．某学习小组在研究CH4还原Fe2O3的实验中，发现生成的黑色粉末各组分均能被磁铁吸引．查阅资料得知：在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4．为进一步探究黑色粉末的组成及含量，他们进行如下实验．
（一）．定性检验
（1）往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中一定有Fe．
（2）热还原法检验：按如图1装置连接好仪器（图中夹持设备已略去），检查装置的气密性．往装置中添加药品．打开止水夹K通人氢气，持续一段时间后再点燃C处的酒精灯．请回答下列问题：

①检查装置A气密性的方法是关闭止水夹K，往长颈漏斗加水至漏斗内的液面高于导气管，静置一段时间后液面差保持不变，说明装置A的气密性良好．
②B中试剂的名称是浓硫酸．
③若加热一段时间后，装置D中白色粉末变蓝色，对黑色粉末的组成得出的结论是黑色固体含有Fe和Fe3O4．
（3）某同学也设计一个实验方案来探究黑色粉末是否含Fe3O4：取少量黑色粉末于试管，加足量盐酸，充分振荡使黑色粉末完全溶解，滴人KSCN溶液，观察现象．请分析此方案是否可行，并解释原因．答：不可行，因Fe3O4溶于盐酸生成Fe3+与Fe反应生成Fe2+，溶液不变色．
（二）．沉淀法定量测定按如图2实验流程进行测定．
（4）操作II的名称是过滤、洗涤、转移固体．
（5）通过以上数据，计算黑色粉末中各组分的质量分别为Fe：0.56g，Fe3O4：2.32g．
15．某工业废水中含有CN-和Cr2O7-等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程处理，回答下列问题：

（1）步骤②中，CN-被ClO-氧化为CNO-的离子方程式为：CN-+ClO-═CNO-+Cl-．
（2）步骤③的反应为S2O32-+Cr2O72-+H+→SO42-+Cr3++H2O（未配平），则每消耗0.4molCr2O72-转移2.4mol e-．
（3）含Cr3+废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是调节废水pH，使其转化成Cr（OH）3沉淀除去；
（4）在25℃下，将amol•L-1的NaCN溶液与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH=7，则a＞0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka=（100a-1）×10-7 mol•L-1．
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5．设NA为阿伏伽德罗常数值．下列有关叙述正确的是（　　）
A．1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA
B．1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C．标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
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12．设NA是阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）
A．1mol•L-1NaCl溶液含有NA个Na+
B．1mol Cl2与足量的铝反应，转移的电子数为3NA
C．1 mol Na 与足量O2 反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子
D．铁和酸反应，放出标准状况下的22.4L气体，转移的电子数必为2NA
9．按要求填空：
（l）常温下0.1moL/L 盐酸和0.06mol/L氢氧化钡溶液以等体积混合后pH=12
（2）常温下pH=9的Ba（OH）2溶液与pH=12的KOH溶液，按4：1的体积比混合，则混合溶液的pH=11.3（己知lg2=0.3，lg5=0.7）
（3）如图所示，向A中充入 1mol X和1mol Y，向B中充入 2mol X和2mol Y，起始时VA=VB=aL．在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：X+Y?2Z+W；正反应为放热反应，（四物质均为气体）．达到平衡时．VA=1.2aL，试回答：
①A中的X的转化率 αA=40%；
②A、B中X的转化率αA＞αB  （填“＞、=、＜”）
③打开K，一段时间后又达到平衡时，A 的体积为2.6a L（连通管中的气体体积不计）
10．如图所示三套实验装置，分别回答下列问题．

（1）图1中，①若开始时开关K与a连接，则该装置为原电池（填装置名称），电极A的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑
（2）2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200°C左右时供电，电池示意如图2所示：
①b极（填a或b）为电池的正极，电池工作时电流方向为b→a（填a→b或b→a）
②写出该电池负极的电极反应式C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+
（3）用图3装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）．
①该电解槽的阴极反应式为2H++2e-=H2↑．
②制得的硫酸溶液从出口A（填“A”、“D”）导出，并简述原因阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑，阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，该电极上会产生硫酸（请用化学用语和文字解释）

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