Question

(14分)甲、乙、丙三種化合物均由氫、氮、氧、銅四種元素中的兩種組成。常溫下，甲是一種含氮質量分數(shù)為87.5%的液態(tài)化合物，其相對分子質量與空氣中某種主要成分的相對分子質量相等；乙和丙是銅的兩種常見氧化物，乙是新制氫氧化銅與乙醛反應的還原產物。試回答下列問題：
（1）甲的結構式           。
（2）甲是一種二元弱堿，則甲與過量硫酸反應的產物為           (寫化學式)。16g甲在空氣中充分燃燒，生成一種常見液態(tài)物質和氮氣，放出311kJ熱量，則其熱化學方程式為                            。
（3）甲和丙反應的產物中含有乙和一種氣態(tài)單質，寫出其化學方程式                           。
（4）向乙的固體中加入過量硫酸酸化的硫酸鐵溶液，乙固體完全溶解，得到透明溶液。
①寫出其離子方程式                       。
②若所得溶液中陽離子濃度均約為0.1mol/L，再向所得混合溶液中加丙，最先得到        沉淀(不同濃度的陽離子開始和完全以氫氧化物沉淀的pH如下圖)。

③向上述混合液中加入有機萃取劑(RH)發(fā)生反應：2RH(有機相)+Cu²⁺(水相)R₂Cu(有機相)+2H⁺(水相)，已知其它陽離子與該有機物不能發(fā)生反應，也不相溶。請設計實驗方案，驗證有機相中含有銅元素。

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分離出有機相，加入一定濃度的硫酸，若得到藍色溶液，則證明有機相中含有銅元素  (2分)

試題分析：（1）甲中氮的質量分數(shù)較大，則另一元素為氫，該化合物應為肼(N₂H₄)，其相對分子質量與氧氣相等。（2）肼是一種二元堿，則可以與2個H⁺結合，故肼與過量硫酸反應時可生成一種鹽N₂H₆SO₄。16g肼為0.5mol，則1mol肼完全燃燒放熱622kJ。（3）乙為氧化亞銅，丙為氧化銅，肼與氧化銅反應生成的氣體應為氮氣，化學方程式為：N₂H₄ + 4CuO ="=" 2Cu₂O + N₂ + 2H₂O。（4）①由于Fe³⁺的氧化性，可以氧化乙中+1的銅，生成Cu²⁺，F(xiàn)e³⁺被還原為Fe²⁺，配的化學方程式為：2Fe³⁺ + Cu₂O + 2H⁺ ="=" 2Fe²⁺ + 2Cu²⁺ + H₂O。②由于硫酸和硫酸鐵過量，則所得混合溶液中的陽離子有H⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，且濃度均為0.1mol/L，再向溶液中加入的CuO與H⁺反應，溶液酸性減弱，pH逐漸增大，從圖像上可看出，最先析出的沉淀為Fe(OH)₃。③通過分液得到有機相，在有機相中加入一定濃度的硫酸，使銅離子再生，通過溶液顯藍色可作判斷。