Question

【题目】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

【答案】
（1）
（2）N2H6SO4；N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣622kJ/mol
（3）N2H4+4CuO=2Cu2O+N2↑+2H2O
（4）Cu2O+2Fe3++2H+=2Cu2++2Fe2++H2O；Fe（OH）3；取有机层，加入盐酸或稀硫酸，振荡后水层呈蓝色，则证明有机相中含有铜元素
【解析】解：甲、乙、丙三种化合物均由氢、氮、氧、铜四种元素中两种元素组成．常温下，甲是一种含氮质量分数为87.5%的液态化合物，相对分子质量与空气中某种主要成份的相对分子质量相同，而空气的主要成分为氧气和氮气，如为氮气，则相对分子质量为28，没有符合物质，如为氧气，则相对分子质量为32，则该化合物含N的质量为32×87.5%=28，则甲含有N、H两种元素，分子式为N2H4 ， 乙和丙是铜的两种常见氧化物，乙是新制的氢氧化铜与乙醛反应的还原产物，则乙为Cu2O，丙为CuO．（1）甲为N2H4 ， 结构式为 ，所以答案是： ；（2）肼是一种二元碱，则可以与2个H+结合，N2H4与硫酸反应的方程式为：N2H4+H2SO4=N2H6SO4 ， 则产物为N2H6SO4 ， n（N2H4）= =0.5mol，燃烧时生成一种常见液态物质和氮气，液态物质为生成水，放出311kJ热量，则热化学方程式为：N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣622kJ/mol，所以答案是：N2H6SO4；N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣622kJ/mol；（3）甲和丙反应的产物中含有乙和一种气态单质，该气体单质为氮气，反应的方程式为：N2H4+4CuO=2Cu2O+N2↑+2H2O，所以答案是：N2H4+4CuO=2Cu2O+N2↑+2H2O；（4）向Cu2O固体中加入过量硫酸酸化的硫酸铁溶液，Cu2O固体完全溶解，得到透明溶液，应生成硫酸铜和硫酸亚铁，①反应的离子方程式为：Cu2O+2Fe3++2H+=2Cu2++2Fe2++H2O，所以答案是：Cu2O+2Fe3++2H+=2Cu2++2Fe2++H2O；
②反应后硫酸铁过量，由图象可知Fe3+完全沉淀时所需pH较小，则加入CuO消耗氢离子时，溶液pH不断增大，首先析出的沉淀是Fe（OH）3 ， 所以答案是：Fe（OH）3；
③由可逆反应2RH（有机相）+Cu2+（水相）R2Cu（有机相）+2H+（水相）可知，可在有机相中加入盐酸或稀硫酸，则平衡向逆向移动，如溶液变成蓝色，可说明有机相中含有Cu2+ ， 所以答案是：取有机层，加入盐酸或稀硫酸，振荡后水层呈蓝色，则证明有机相中含有铜元素．