Question

3．化合物甲常大量用于面粉的消毒与漂白，常温下呈液态，极易分解得两种气体单质A和B． 现有12.05g化合物甲，完全分解后得标准状况下4.48L混合气体．将所得混合气体通过足量NaOH溶液，最后只余标准状况下1.12L气体单质A共1.40g．
请回答：
（1）甲的化学式是NCl₃．
（2）实验室可通过石墨碳棒为电极电解NH₄Cl和盐酸的混合溶液来制备甲，电解时发生反应的化学方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
（3）①甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质C 同时放出气体D，该反应为非氧化还原，写出甲与水反应的化学方程式为NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO．
②D在高温条件下能还原Fe₂O₃，生成两种单质，写出该反应的化学方程式2NH₃+Fe₂O₃=N₂+2Fe+3H₂O
③有人提出生成的产物中可能还有FeO，请设计实验方案验证（用化学方法）取固体生成物ag与足量盐酸反应，测定生成气体标况的体积为VL，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，则含FeO，反之则无；或者取一定质量固体生成物与足量H₂（或CO）共热充分反应，若质量减少则含FeO，反之则无．或取样品少许，溶于足量的CuSO₄溶液，充分反应后，过滤所得的滤渣溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液无现象，再滴加氯水，若溶液呈红色，则证明有FeO生成．

Answer 1

分析 现有12.05g化合物甲，完全分解后得标准状况下4.48L混合气体．混合气体物质的量为0.2mol，将所得混合气体通过足量NaOH溶液，最后只余标准状况下1.12L气体单质A共1.40g，气体A的摩尔质量M（A）=$\frac{1.4g}{\frac{1.12}{22.4}mol}$=28g/mol，则单质A为N₂，单质B摩尔质量M（B）=$\frac{12.05g-1.4g}{0.2mol-0.05mol}$=71g/mol，判断B为Cl₂，则甲化合物为NCl₃，
（1）上述计算得到甲的化学式；
（2）石墨碳棒为电极电解NH₄Cl和盐酸的混合溶液来制备甲，依据电解原理可知阳极上是氯化铵失电子生成NCl₃，阴极是氢离子得到电子生成氢气；
（3）①甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质C 同时放出气体D，该反应为非氧化还原，依据原子守恒得到NCl₃和水反应生成HClO和氨气；
②D为氨气在高温条件下能还原Fe₂O₃，生成两种单质为氮气和铁，依据原子守恒配平书写化学方程式；
③依据固体为铁，若混有氧化亚铁，利用其余酸反应生成的气体体积庞大；或用氢气或一氧化碳还原固体，依据固体质量变化判断或固体在硫酸铜溶液中铁全部溶解，过滤得到滤渣溶于稀盐酸后加入KSCN溶液无变化，加入氯水呈红色证明含氧化亚铁等试验原理设计实验验证．

解答 解：现有12.05g化合物甲，完全分解后得标准状况下4.48L混合气体．混合气体物质的量为0.2mol，将所得混合气体通过足量NaOH溶液，最后只余标准状况下1.12L气体单质A共1.40g，气体A的摩尔质量M（A）=$\frac{1.4g}{\frac{1.12}{22.4}mol}$=28g/mol，则单质A为N₂，单质B摩尔质量M（B）=$\frac{12.05g-1.4g}{0.2mol-0.05mol}$=71g/mol，判断B为Cl₂，则甲化合物为NCl₃，
（1）上述计算得到甲的化学式NCl₃，
故答案为：NCl₃；
（2）石墨碳棒为电极电解NH₄Cl和盐酸的混合溶液来制备甲，依据电解原理可知阳极上是氯化铵失电子生成NCl₃，阴极是氢离子得到电子生成氢气，反应的化学方程式为：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案为：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
（3）①甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质C 同时放出气体D，该反应为非氧化还原，依据原子守恒得到NCl₃和水反应生成HClO和氨气，反应的化学方程式为：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO，
故答案为：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
②D为氨气在高温条件下能还原Fe₂O₃，生成两种单质为氮气和铁，依据原子守恒配平书写化学方程式为：2NH₃+Fe₂O₃=N₂+2Fe+3H₂O，
故答案为：2NH₃+Fe₂O₃=N₂+2Fe+3H₂O；
③依据固体为铁，若混有氧化亚铁，利用其余酸反应生成的气体体积庞大；或用氢气或一氧化碳还原固体，依据固体质量变化判断或固体在硫酸铜溶液中铁全部溶解，过滤得到滤渣溶于稀盐酸后加入KSCN溶液无变化，加入氯水呈红色证明含氧化亚铁等试验原理设计实验验证；具体实验设计为：取固体生成物a g与足量盐酸反应，测定生成气体标况的体积为V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，则含FeO，反之则无；或者取一定质量固体生成物与足量H₂（或CO）共热充分反应，若质量减少则含FeO，反之则无．或取样品少许，溶于足量的CuSO₄溶液，充分反应后，过滤所得的滤渣溶于稀盐酸，滴加 KSCN溶液无现象，再滴加氯水，若溶液呈红色，则证明有FeO生成，
故答案为：取固体生成物a g与足量盐酸反应，测定生成气体标况的体积为V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，则含FeO，反之则无；或者取一定质量固体生成物与足量H₂（或CO）共热充分反应，若质量减少则含FeO，反之则无．或取样品少许，溶于足量的CuSO₄溶液，充分反应后，过滤所得的滤渣溶于稀盐酸，滴加 KSCN溶液无现象，再滴加氯水，若溶液呈红色，则证明有FeO生成．

点评 本题考查了物质组成的计算分析和化学式判断，主要是化学方程式书写、物质检验等知识，注意题干信息的分析应用，题目难度中等．