Question

无机化合物A主要用于药物制造．在一定条件下，2.30g固体A与5.35g NH₄Cl固体恰好完全反应，生成固体B和4.48L气体C（标准状况）．气体C极易溶于水得到碱性溶液，电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气．由文献资料知道：工业上物质A可用金属D与液态的C在硝酸铁催化下反应来制备A物质，纯净的A物质为白色固体，但制得的粗品往往是灰色的；物质A的熔点390℃，沸点430℃，密度大于苯或甲苯，遇水反应剧烈，也要避免接触酸、酒精．在空气中A缓慢分解，对其加强热则猛烈分解，在750～800℃分解为化合物E和气体C．
回答下列问题：
（1）A的化学式

 

，C的电子式为

 

．
（2）A与盐酸反应的化学方程式为

 

．
（3）A在750～800℃分解的方程式为

 

，制得的粗品往往是灰色的，其可能的原因是

 

．
（4）久置的A可能大部分变质而不能使用，需要将其销毁．遇到这种情况，可用苯或甲苯将其覆盖，然后缓慢加入用苯或甲苯稀释过的无水乙醇，试解释其化学原理．

 

 

．
（5）工业制备单质D的流程图如图：

①步骤①中操作名称是

 

．
②试用平衡移动原理解释步骤②中减压的目的是

 

．
（6）写出D的重氢化合物与水反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：（1）在一定条件下，2.30g固体A与5.35gNH₄Cl固体恰好完全反应，生成固体B和4.48L气体C （标准状况），气体C极易溶于水得到碱性溶液，可推知C为NH₃，电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气，B为金属D氯化物，4.48L氨气的物质的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，其质量=0.2mol×17g/mol=3.4g，根据质量守恒可知B的质量为2.3g+5.35g-3.4g=4.25g，NH₄Cl的摩尔质量为53.5g/mol，5.35gNH₄Cl为0.1mol，若D为ⅡA族金属，则固体A与NH₄Cl固体反应可表为：A+NH₄Cl→DCl₂+NH₃，根据Cl原子守恒，DCl₂的物质的量=0.05mol，其摩尔质量=

4.25g

0.05mol

=85g/mol，D的相对分子质量=85-71=14，不符合题意，若D为ⅠA族金属，则固体A与NH₄Cl固体反应可表为：A+NH₄Cl→DCl+NH₃，根据Cl原子守恒，DCl的物质的量=0.1mol，其摩尔质量=

4.25g

0.1mol

=42.5g/mol，D的相对分子质量=42.5-35.5=7，故D为Li，可推知B为LiCl，那么2.3g化合物A中含Li元素也为 0.1mol，再根据质量守恒和原子守恒（原子的种类和数目反应前后相同），则2.3gA中含有N原子为0.2mol-0.1mol=0.1mol，含有H原子为0.2mol×4-0.4mol=0.2mol，可推知A是LiNH₂；
（2）根据化合物A（LiNH₂）遇水强烈水解，能生成LiOH和NH₃，所以其与盐酸反应生成LiCl、NH₄Cl；
（3）LiNH₂中N原子与H原子数目之比为1：2，NH₃中N原子与H原子数目之比为1：3，故化合物E含有Li、N元素，应为Li₃N，根据质原子守恒书写方程式为；制得的产物中含有杂质铁，使粗品往往是灰色；
（4）LiNH₂密度大于苯或甲苯且不溶于它们，所以可用苯或甲苯进行覆盖；乙醇羟基上的氢较活泼，故也可以跟LiNH₂反应，但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼，故此反应进行较缓慢，可将其销毁又不会有危险；
（5）①、通过工业制备单质Li的流程图可知：步骤①是要从LiCl溶液获得LiCl﹒H₂O晶体，所以，其操作应为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
②、步骤②中存在平衡：LiCl﹒H₂O（s）?LiCl （s）+H₂O（g），结合压强对平衡移动影响分析解答；
（6）根据水解原理解答：LiD中阳离子与水电离的氢氧根离子结合，而阳离子与水电离的氢离子结合．

解答： （1）在一定条件下，2.30g固体A与5.35gNH₄Cl固体恰好完全反应，生成固体B和4.48L气体C （标准状况），气体C极易溶于水得到碱性溶液，可推知C为NH₃，电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气，B为金属D氯化物，4.48L氨气的物质的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，其质量=0.2mol×17g/mol=3.4g，根据质量守恒可知B的质量为2.3g+5.35g-3.4g=4.25g，NH₄Cl的摩尔质量为53.5g/mol，5.35gNH₄Cl为0.1mol，若D为ⅡA族金属，则固体A与NH₄Cl固体反应可表为：A+NH₄Cl→DCl₂+NH₃，根据Cl原子守恒，DCl₂的物质的量=0.05mol，其摩尔质量=

4.25g

0.05mol

=85g/mol，D的相对分子质量=85-71=14，不符合题意，若D为ⅠA族金属，则固体A与NH₄Cl固体反应可表为：A+NH₄Cl→DCl+NH₃，根据Cl原子守恒，DCl的物质的量=0.1mol，其摩尔质量=

4.25g

0.1mol

=42.5g/mol，D的相对分子质量=42.5-35.5=7，故D为Li，可推知B为LiCl，那么2.3g化合物A中含Li元素也为 0.1mol，再根据质量守恒和原子守恒（原子的种类和数目反应前后相同），则2.3gA中含有N原子为0.2mol-0.1mol=0.1mol，含有H原子为0.2mol×4-0.4mol=0.2mol，可推知A是LiNH₂，氨气的电子式为：，
故答案为：LiNH₂；；
（2）根据化合物A（LiNH₂）遇水强烈水解，能生成LiOH和NH₃，所以其与盐酸反应生成LiCl、NH₄Cl，反应方程式为：LiNH₂+2HCl=LiCl+NH₄Cl，
故答案为：LiNH₂+2HCl=LiCl+NH₄Cl；
（3）LiNH₂中N原子与H原子数目之比为1：2，NH₃中N原子与H原子数目之比为1：3，故化合物E含有Li、N元素，应为Li₃N，反应方程式为：3LiNH₂

750～800℃  .

Li₃N+2NH₃ ；制得的产物中含有杂质铁，使粗品往往是灰色，
故答案为：3LiNH₂

750～800℃  .

Li₃N+2NH₃ ；制得的产物中含有杂质铁；
（4）LiNH₂密度大于苯或甲苯且不溶于它们，所以可用苯或甲苯进行覆盖；乙醇羟基上的氢较活泼，故也可以跟LiNH₂反应，方程式为LiNH₂+C₂H₅OH-→C₂H₅OLi+NH₃，但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼，故此反应进行较缓慢，可将其销毁又不会有危险，
故答案为：LiNH₂密度大于苯或甲苯且不溶于它们，所以可用苯或甲苯进行覆盖；乙醇羟基上的氢较活泼，故也可以跟LiNH₂反应，方程式为LiNH₂+C₂H₅OH-→C₂H₅OLi+NH₃，但是由于醇羟基上的氢比水中氢不活泼，故此反应进行较缓慢，可将其销毁又不会有危险．
（5）通过工业制备单质Li的流程图可知：步骤①是要从LiCl溶液获得LiCl﹒H₂O晶体，所以，其操作应为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤．步骤②是要将LiCl﹒H2O晶体在减压、干燥的氯化氢气氛中加热（200℃）生成无水LiCl，然后经步骤③电解熔融的LiCl制得金属Li，则：
①步骤①中的操作己经有过滤、洗涤，还应有“蒸发浓缩、冷却结晶”，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
②LiCl﹒H₂O晶体脱去结晶水生成无水LiCl的反应：LiCl﹒H₂O（s）?LiCl （s）+H₂O（g），是一个扩大气体体积的反应，所以减小压强，有利于平衡LiCl﹒H₂O（s）?LiCl （s）+H₂O（g），向正方向移动，有利于无水LiCl的制备． 
故答案为：存在平衡：LiCl?H₂O（s）?LiCl（s）+H₂O（g），减小压强，有利于平衡向正方向移动，有利于无水LiCl的制备；
（6）LiD中阳离子与水电离的氢氧根离子结合，而阳离子与水电离的氢离子结合，反应方程式为：LiD+H₂O=LiOH+HD↑，
故答案为：LiD+H₂O=LiOH+HD↑．

点评：本题考查无机物推断、化学实验等，题目素材比较陌生，增大题目难度，侧重考查学生对知识的迁移应用与综合分析解决问题能力，对学生的逻辑推理有较高的要求，计算推断金属D为Li是关键，难度较大．