Question

甲、乙、丙、丁均是由短周期元素組成的單質(zhì)，X、Y、Z、W均為化合物，常溫下，X為淡黃色固體，Z遇空氣變?yōu)榧t棕色，W能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，工業(yè)上常用W來(lái)制取Z，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）X中化學(xué)鍵類型為_(kāi)_____．實(shí)驗(yàn)室制備W的化學(xué)方程式為_(kāi)_____ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

Answer 1

【答案】分析：X由兩種短周期元素組成的化合物，且為淡黃色固體，則X為Na₂O₂；Z遇空氣變?yōu)榧t棕色，則Z為NO；W能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，則W為NH₃；結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以推知丙為O₂，甲為Na，乙為N₂，丁為H₂，鈉是活潑金屬，氫氣是活潑非金屬，二者可以化合生成離子化合物NaH，故Y為NaH．
（1）Na₂O₂屬于離子化合物，過(guò)氧根離子中氧原子之間形成非極性鍵；
實(shí)驗(yàn)室制備氨氣通常利用氯化銨與氫氧化鈣，在加熱的條件下制備，反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣與水；
（2）將鈉投入氯化鐵溶液中，鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氫氣，氫氧化鈉再與氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；
（3）①氨氣催化氧化生成NO與水；
②NaH與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氫氣，反應(yīng)中只有NaH、水中的氫元素化合價(jià)變化，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物都是氫氣，由氫元素化合價(jià)變化可知為1：1；
（4）過(guò)氧化鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氧氣，氫氧化鈉再與硫酸亞鐵反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵在水被氧氣氧化生成氫氧化鐵，先寫(xiě)出各步反應(yīng)，再利用質(zhì)量守恒加合可得總反應(yīng)式；
（5）工業(yè)合成氨采取“高溫、高壓和催化劑”條件；
根據(jù)氮?dú)獾娜�鍵結(jié)構(gòu)、催化劑活性、反應(yīng)速率與原料轉(zhuǎn)化率分析選擇條件．
解答：解：X由兩種短周期元素組成的化合物，且為淡黃色固體，則X為Na₂O₂；Z遇空氣變?yōu)榧t棕色，則Z為NO；W能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，則W為NH₃；結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以推知丙為O₂，甲為Na，乙為N₂，丁為H₂，鈉是活潑金屬，氫氣是活潑非金屬，二者可以化合生成離子化合物NaH，故Y為NaH．
（1）Na₂O₂屬于離子化合物，鈉離子與過(guò)氧根之間形成離子鍵，過(guò)氧根離子中氧原子之間形成非極性鍵；
實(shí)驗(yàn)室通常利用氯化銨與氫氧化鈣在加熱的條件下制備氨氣，反應(yīng)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：離子鍵、非極性鍵；2NH₄Cl+Ca（OH）₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）將鈉投入氯化鐵溶液中，鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氫氣，氫氧化鈉再與氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，故現(xiàn)象為：鈉融化為小球，在液面上四處游動(dòng)，發(fā)出嘶嘶聲，最后消失，有紅褐色沉淀產(chǎn)生，
故答案為：鈉融化為小球，在液面上四處游動(dòng)，發(fā)出嘶嘶聲，最后消失，有紅褐色沉淀產(chǎn)生；
（3）①氨氣催化氧化生成NO與水，方程式為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；
②NaH與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氫氣，方程式為：NaH+H₂O=NaOH+H₂↑，反應(yīng)中只有NaH、水中的氫元素化合價(jià)變化，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物都是氫氣，由氫元素化合價(jià)變化可知為1：1，
故答案為：NaH+H₂O=NaOH+H₂↑；1：1；
（4）過(guò)氧化鈉首先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉與氧氣，氫氧化鈉再與硫酸亞鐵反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，氫氧化亞鐵在水被氧氣氧化生成氫氧化鐵，發(fā)生反應(yīng)：
①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑，
②FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄，
③4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
①×2+②×4+③得4Na₂O₂+4FeSO₄+2H₂O=4Fe（OH）₃+4Na₂SO₄+O₂↑，
故離子方程式為4Na₂O₂+4Fe²⁺+2H₂O=4Fe（OH）₃↓+8Na⁺+O₂↑，
故答案為：4Na₂O₂+4Fe²⁺+2H₂O=4Fe（OH）₃↓+8Na⁺+O₂↑；
（5）工業(yè)合成氨采取“高溫、高壓和催化劑”條件，氮?dú)夥肿又写嬖谌�鍵，很穩(wěn)定，選擇高溫是由于催化劑活性需要一定溫度，且加快化學(xué)反應(yīng)速率，選擇高壓是為了加快反應(yīng)速率和提高原料的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：高溫、高壓和催化劑；氮?dú)夥肿又写嬖谌�鍵，很穩(wěn)定，選擇高溫是由于催化劑活性需要一定溫度，且加快化學(xué)反應(yīng)速率，選擇高壓是為了加快反應(yīng)速率和提高原料的轉(zhuǎn)化率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了無(wú)機(jī)物推斷、常用化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)工業(yè)等，題目綜合性較強(qiáng)，（4）中離子方程式的書(shū)寫(xiě)為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，注意根據(jù)各步反應(yīng)利用質(zhì)量守恒進(jìn)行書(shū)寫(xiě)總的反應(yīng)式，再書(shū)寫(xiě)離子方程式．