Question

【题目】某离子化合物M(仅含三种元素)是一种镁基储氢材料。为探究M的组成和性质，设计并完成如下实验:

已知:气体的体积均在标准状况下测定，化合物A仅含两种元素。

请回答:

(1)化合物M中阳离子和阴离子的个数比为1:2，则M的化学式为_______________。

(2)化合物A 与H2O反应的化学方程式_______________。

(3)镁条在足量的气体B中燃烧可生成化合物M 和气体D，则D的分子式为_______________。

(4)研究表明液态B也是一种良好的储氢物质，其储氢容量可达17.6%，已知液态B中存在类似水的电离(2H2OH3O++OH-)，用Pt电极对液态B进行电解可产生两种气态单质。

①液态B的电离方程式________________。

②电解时，阴极的电极反应式________________。

Answer 1

【答案】 Mg(NH2)2 Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑ H2 2NH3=NH4++NH2- 2NH3+2e-=H2↑+2NH2-或2NH4++2e-=H2↑+2NH3

【解析】气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则B为NH3，气体的体积均在标准状况下测定，某物质M (仅含三种元素)是一种镁基储氢材料，M高温分解生成固体A和气体B为氨气，物质的量==0.2mol，证明M中含有N、H、Mg元素，化合物A只含两种元素，和水反应生成氨气和白色沉淀C，固体A和水反应生成氨气物质的量==0.1mol，白色沉淀C为氢氧化镁沉淀，则A为Mg3N2，物质的量为0.05mol，元素守恒得到Mg元素物质的量0.15mol，所含氮元素0.1mol，M分解生成氨气0.2mol，则M中含氮元素0.2mol+0.1mol=0.3mol，所含氢元素物质的量==0.6mol，M中元素物质的量之比为：n(Mg)：n(N)：n(H)=0.15：0.3：0.6=1：2：4。

(1)化合物M中阳离子和阴离子的个数比为1:2，M中元素物质的量之比为：n(Mg)：n(N)：n(H)=0.15：0.3：0.6=1：2：4，则M的化学式为Mg(NH2)2，故答案为：Mg(NH2)2；

(2)化合物A为Mg3N2，与H2O反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑，故答案为：Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑；。

(3)镁条在足量的氨气中燃烧可生成化合物M[Mg(NH2)2]和气体D，在M中n(N)：n(H)=1：2，而氨气中n(N)：n(H)=1：3，则D中含有H元素，分子式为H2，故答案为：H2；

(4) ①液态氨中存在类似水的电离(2H2O H3O++OH-)，则氨的电离方程式为2NH3=NH4++NH2-，故答案为：2NH3=NH4++NH2-；

②用Pt电极对液态B进行电解可产生两种气态单质，分别为氮气和氢气，电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为2NH4++2e-=H2↑+2NH3，故答案为：2NH4++2e-=H2↑+2NH3。