Question

(14分)甲、乙、丙三种化合物均由氢、氮、氧、铜四种元素中的两种组成。常温下，甲是一种含氮质量分数为87.5%的液态化合物，其相对分子质量与空气中某种主要成分的相对分子质量相等；乙和丙是铜的两种常见氧化物，乙是新制氢氧化铜与乙醛反应的还原产物。试回答下列问题：
（1）甲的结构式           。
（2）甲是一种二元弱碱，则甲与过量硫酸反应的产物为           (写化学式)。16g甲在空气中充分燃烧，生成一种常见液态物质和氮气，放出311kJ热量，则其热化学方程式为                            。
（3）甲和丙反应的产物中含有乙和一种气态单质，写出其化学方程式                           。
（4）向乙的固体中加入过量硫酸酸化的硫酸铁溶液，乙固体完全溶解，得到透明溶液。
①写出其离子方程式                       。
②若所得溶液中阳离子浓度均约为0.1mol/L，再向所得混合溶液中加丙，最先得到        沉淀(不同浓度的阳离子开始和完全以氢氧化物沉淀的pH如下图)。

③向上述混合液中加入有机萃取剂(RH)发生反应：2RH(有机相)+Cu²⁺(水相)R₂Cu(有机相)+2H⁺(水相)，已知其它阳离子与该有机物不能发生反应，也不相溶。请设计实验方案，验证有机相中含有铜元素。

Answer 1

（1）(2分)
（2） N₂H₆SO₄ (2分)      N₂H₄(l) + O₂(g) ="=" N₂(g) + 2H₂O(g) ΔH=－622kJ/mol   (2分)
（3） N₂H₄ + 4CuO ="=" 2Cu₂O + N₂ + 2H₂O   (2分)
（4）①2Fe³⁺ + Cu₂O + 2H⁺ ="=" 2Fe²⁺ + 2Cu²⁺ + H₂O   (2分)
②Fe(OH)₃ (2分)
③分离出有机相，加入一定浓度的硫酸，若得到蓝色溶液，则证明有机相中含有铜元素  (2分)

试题分析：（1）甲中氮的质量分数较大，则另一元素为氢，该化合物应为肼(N₂H₄)，其相对分子质量与氧气相等。（2）肼是一种二元碱，则可以与2个H⁺结合，故肼与过量硫酸反应时可生成一种盐N₂H₆SO₄。16g肼为0.5mol，则1mol肼完全燃烧放热622kJ。（3）乙为氧化亚铜，丙为氧化铜，肼与氧化铜反应生成的气体应为氮气，化学方程式为：N₂H₄ + 4CuO ="=" 2Cu₂O + N₂ + 2H₂O。（4）①由于Fe³⁺的氧化性，可以氧化乙中+1的铜，生成Cu²⁺，Fe³⁺被还原为Fe²⁺，配的化学方程式为：2Fe³⁺ + Cu₂O + 2H⁺ ="=" 2Fe²⁺ + 2Cu²⁺ + H₂O。②由于硫酸和硫酸铁过量，则所得混合溶液中的阳离子有H⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，且浓度均为0.1mol/L，再向溶液中加入的CuO与H⁺反应，溶液酸性减弱，pH逐渐增大，从图像上可看出，最先析出的沉淀为Fe(OH)₃。③通过分液得到有机相，在有机相中加入一定浓度的硫酸，使铜离子再生，通过溶液显蓝色可作判断。