Question

3．化合物甲常大量用于面粉的消毒與漂白，常溫下呈液態(tài)，極易分解得兩種氣體單質A和B． 現有12.05g化合物甲，完全分解后得標準狀況下4.48L混合氣體．將所得混合氣體通過足量NaOH溶液，最后只余標準狀況下1.12L氣體單質A共1.40g．
請回答：
（1）甲的化學式是NCl₃．
（2）實驗室可通過石墨碳棒為電極電解NH₄Cl和鹽酸的混合溶液來制備甲，電解時發(fā)生反應的化學方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
（3）①甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質C 同時放出氣體D，該反應為非氧化還原，寫出甲與水反應的化學方程式為NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO．
②D在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成兩種單質，寫出該反應的化學方程式2NH₃+Fe₂O₃=N₂+2Fe+3H₂O
③有人提出生成的產物中可能還有FeO，請設計實驗方案驗證（用化學方法）取固體生成物ag與足量鹽酸反應，測定生成氣體標況的體積為VL，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含FeO，反之則無；或者取一定質量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應，若質量減少則含FeO，反之則無．或取樣品少許，溶于足量的CuSO₄溶液，充分反應后，過濾所得的濾渣溶于稀鹽酸，滴加KSCN溶液無現象，再滴加氯水，若溶液呈紅色，則證明有FeO生成．

Answer 1

分析 現有12.05g化合物甲，完全分解后得標準狀況下4.48L混合氣體．混合氣體物質的量為0.2mol，將所得混合氣體通過足量NaOH溶液，最后只余標準狀況下1.12L氣體單質A共1.40g，氣體A的摩爾質量M（A）=$\frac{1.4g}{\frac{1.12}{22.4}mol}$=28g/mol，則單質A為N₂，單質B摩爾質量M（B）=$\frac{12.05g-1.4g}{0.2mol-0.05mol}$=71g/mol，判斷B為Cl₂，則甲化合物為NCl₃，
（1）上述計算得到甲的化學式；
（2）石墨碳棒為電極電解NH₄Cl和鹽酸的混合溶液來制備甲，依據電解原理可知陽極上是氯化銨失電子生成NCl₃，陰極是氫離子得到電子生成氫氣；
（3）①甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質C 同時放出氣體D，該反應為非氧化還原，依據原子守恒得到NCl₃和水反應生成HClO和氨氣；
②D為氨氣在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成兩種單質為氮氣和鐵，依據原子守恒配平書寫化學方程式；
③依據固體為鐵，若混有氧化亞鐵，利用其余酸反應生成的氣體體積龐大；或用氫氣或一氧化碳還原固體，依據固體質量變化判斷或固體在硫酸銅溶液中鐵全部溶解，過濾得到濾渣溶于稀鹽酸后加入KSCN溶液無變化，加入氯水呈紅色證明含氧化亞鐵等試驗原理設計實驗驗證．

解答 解：現有12.05g化合物甲，完全分解后得標準狀況下4.48L混合氣體．混合氣體物質的量為0.2mol，將所得混合氣體通過足量NaOH溶液，最后只余標準狀況下1.12L氣體單質A共1.40g，氣體A的摩爾質量M（A）=$\frac{1.4g}{\frac{1.12}{22.4}mol}$=28g/mol，則單質A為N₂，單質B摩爾質量M（B）=$\frac{12.05g-1.4g}{0.2mol-0.05mol}$=71g/mol，判斷B為Cl₂，則甲化合物為NCl₃，
（1）上述計算得到甲的化學式NCl₃，
故答案為：NCl₃；
（2）石墨碳棒為電極電解NH₄Cl和鹽酸的混合溶液來制備甲，依據電解原理可知陽極上是氯化銨失電子生成NCl₃，陰極是氫離子得到電子生成氫氣，反應的化學方程式為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
（3）①甲遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質C 同時放出氣體D，該反應為非氧化還原，依據原子守恒得到NCl₃和水反應生成HClO和氨氣，反應的化學方程式為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO，
故答案為：NCl₃+3H₂O=NH₃+3HClO；
②D為氨氣在高溫條件下能還原Fe₂O₃，生成兩種單質為氮氣和鐵，依據原子守恒配平書寫化學方程式為：2NH₃+Fe₂O₃=N₂+2Fe+3H₂O，
故答案為：2NH₃+Fe₂O₃=N₂+2Fe+3H₂O；
③依據固體為鐵，若混有氧化亞鐵，利用其余酸反應生成的氣體體積龐大；或用氫氣或一氧化碳還原固體，依據固體質量變化判斷或固體在硫酸銅溶液中鐵全部溶解，過濾得到濾渣溶于稀鹽酸后加入KSCN溶液無變化，加入氯水呈紅色證明含氧化亞鐵等試驗原理設計實驗驗證；具體實驗設計為：取固體生成物a g與足量鹽酸反應，測定生成氣體標況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含FeO，反之則無；或者取一定質量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應，若質量減少則含FeO，反之則無．或取樣品少許，溶于足量的CuSO₄溶液，充分反應后，過濾所得的濾渣溶于稀鹽酸，滴加 KSCN溶液無現象，再滴加氯水，若溶液呈紅色，則證明有FeO生成，
故答案為：取固體生成物a g與足量鹽酸反應，測定生成氣體標況的體積為V L，若V＜$\frac{a}{56}×22.4$，則含FeO，反之則無；或者取一定質量固體生成物與足量H₂（或CO）共熱充分反應，若質量減少則含FeO，反之則無．或取樣品少許，溶于足量的CuSO₄溶液，充分反應后，過濾所得的濾渣溶于稀鹽酸，滴加 KSCN溶液無現象，再滴加氯水，若溶液呈紅色，則證明有FeO生成．

點評 本題考查了物質組成的計算分析和化學式判斷，主要是化學方程式書寫、物質檢驗等知識，注意題干信息的分析應用，題目難度中等．