Question

9．由2种元素组成的化合物M，是某种具有优异磁学性质的新型电子材料的主要成分．其制备流程如图：

（1）从氧化还原角度分析，说明NaNH₂制备中是否会生成Na₂NH、Na₃N的原因：NaNH₂中H元素为+1价，具有氧化性，可以氧化Na，故可以生成；
（2）根据图示信息，写出NaN₃制备的方程式2 NaNH₂+N₂O=NaN₃+NH₃+NaOH；
（3）取4.76g的M用足量稀硫酸溶解，在所得反应液中加入足量的NaOH溶液，发现有刺激性气味且能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体产生，同时溶液中产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，沉淀灼烧后质量为6.40g．根据以上分析，写出元素G的名称铁，M的化学式Fe₄N．

Answer 1

分析 根据流程可知，钠与氨气反应生成氨基钠和氢气，氨基钠进一步与氧化二氮反应生成Na₃N和氮气及氢氧化钠，M用足量稀硫酸溶解，在所得反应液中加入足量的NaOH溶液，发现有刺激性气味且能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体产生，说明有氨气产生，同时溶液中产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，说明白色沉淀为氢氧化亚铁，沉淀灼烧后质量为6.40g的氧化铁，氧化铁的物质的量为0.04mol，根据元素守恒可知，钠与GCl₂及Na₃N反应生成M和氮气、氯化钠，所以G为铁元素，M是含有2种元素组成的化合物，M中含有铁元素和氮元素，其中氮元素的物质的量为$\frac{4.76g-0.04×2×56g}{14g/mol}$=0.02mol，所以M中铁元素的氮元素的物质的量之比为0.04×2：0.02=4：1，所以M的化学式Fe₄N，据此答题．

解答 解：根据流程可知，钠与氨气反应生成氨基钠和氢气，氨基钠进一步与氧化二氮反应生成Na₃N和氮气及氢氧化钠，M用足量稀硫酸溶解，在所得反应液中加入足量的NaOH溶液，发现有刺激性气味且能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体产生，说明有氨气产生，同时溶液中产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，说明白色沉淀为氢氧化亚铁，沉淀灼烧后质量为6.40g的氧化铁，氧化铁的物质的量为0.04mol，根据元素守恒可知，钠与GCl₂及Na₃N反应生成M和氮气、氯化钠，所以G为铁元素，M是含有2种元素组成的化合物，M中含有铁元素和氮元素，其中氮元素的物质的量为$\frac{4.76g-0.04×2×56g}{14g/mol}$=0.02mol，所以M中铁元素的氮元素的物质的量之比为0.04×2：0.02=4：1，所以M的化学式Fe₄N，
（1）NaNH₂中H元素为+1价，具有氧化性，可以氧化Na，所以NaNH₂制备中会生成Na₂NH、Na₃N，
故答案为：NaNH₂中H元素为+1价，具有氧化性，可以氧化Na，故可以生成；
（2）根据上面的分析可知，NaN₃制备的方程式为2 NaNH₂+N₂O=NaN₃+NH₃+NaOH，
故答案为：2 NaNH₂+N₂O=NaN₃+NH₃+NaOH；
（3）根据上面的分析可知，元素G的名称为铁，M的化学式为Fe₄N，故答案为：铁；Fe₄N．

点评 本题考查了物质的制备，题目难度中等，注意从守恒的角度推断M的化学式，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，注意流程的分析．