Question

9．由2種元素組成的化合物M，是某種具有優(yōu)異磁學(xué)性質(zhì)的新型電子材料的主要成分．其制備流程如圖：

（1）從氧化還原角度分析，說明NaNH₂制備中是否會生成Na₂NH、Na₃N的原因：NaNH₂中H元素為+1價，具有氧化性，可以氧化Na，故可以生成；
（2）根據(jù)圖示信息，寫出NaN₃制備的方程式2 NaNH₂+N₂O=NaN₃+NH₃+NaOH；
（3）取4.76g的M用足量稀硫酸溶解，在所得反應(yīng)液中加入足量的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)有刺激性氣味且能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體產(chǎn)生，同時溶液中產(chǎn)生白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，沉淀灼燒后質(zhì)量為6.40g．根據(jù)以上分析，寫出元素G的名稱鐵，M的化學(xué)式Fe₄N．

Answer 1

分析 根據(jù)流程可知，鈉與氨氣反應(yīng)生成氨基鈉和氫氣，氨基鈉進一步與氧化二氮反應(yīng)生成Na₃N和氮氣及氫氧化鈉，M用足量稀硫酸溶解，在所得反應(yīng)液中加入足量的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)有刺激性氣味且能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體產(chǎn)生，說明有氨氣產(chǎn)生，同時溶液中產(chǎn)生白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，說明白色沉淀為氫氧化亞鐵，沉淀灼燒后質(zhì)量為6.40g的氧化鐵，氧化鐵的物質(zhì)的量為0.04mol，根據(jù)元素守恒可知，鈉與GCl₂及Na₃N反應(yīng)生成M和氮氣、氯化鈉，所以G為鐵元素，M是含有2種元素組成的化合物，M中含有鐵元素和氮元素，其中氮元素的物質(zhì)的量為$\frac{4.76g-0.04×2×56g}{14g/mol}$=0.02mol，所以M中鐵元素的氮元素的物質(zhì)的量之比為0.04×2：0.02=4：1，所以M的化學(xué)式Fe₄N，據(jù)此答題．

解答 解：根據(jù)流程可知，鈉與氨氣反應(yīng)生成氨基鈉和氫氣，氨基鈉進一步與氧化二氮反應(yīng)生成Na₃N和氮氣及氫氧化鈉，M用足量稀硫酸溶解，在所得反應(yīng)液中加入足量的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)有刺激性氣味且能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體產(chǎn)生，說明有氨氣產(chǎn)生，同時溶液中產(chǎn)生白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，說明白色沉淀為氫氧化亞鐵，沉淀灼燒后質(zhì)量為6.40g的氧化鐵，氧化鐵的物質(zhì)的量為0.04mol，根據(jù)元素守恒可知，鈉與GCl₂及Na₃N反應(yīng)生成M和氮氣、氯化鈉，所以G為鐵元素，M是含有2種元素組成的化合物，M中含有鐵元素和氮元素，其中氮元素的物質(zhì)的量為$\frac{4.76g-0.04×2×56g}{14g/mol}$=0.02mol，所以M中鐵元素的氮元素的物質(zhì)的量之比為0.04×2：0.02=4：1，所以M的化學(xué)式Fe₄N，
（1）NaNH₂中H元素為+1價，具有氧化性，可以氧化Na，所以NaNH₂制備中會生成Na₂NH、Na₃N，
故答案為：NaNH₂中H元素為+1價，具有氧化性，可以氧化Na，故可以生成；
（2）根據(jù)上面的分析可知，NaN₃制備的方程式為2 NaNH₂+N₂O=NaN₃+NH₃+NaOH，
故答案為：2 NaNH₂+N₂O=NaN₃+NH₃+NaOH；
（3）根據(jù)上面的分析可知，元素G的名稱為鐵，M的化學(xué)式為Fe₄N，故答案為：鐵；Fe₄N．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備，題目難度中等，注意從守恒的角度推斷M的化學(xué)式，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意流程的分析．