Question

【題目】某離子化合物M(僅含三種元素)是一種鎂基儲氫材料。為探究M的組成和性質，設計并完成如下實驗:

已知:氣體的體積均在標準狀況下測定，化合物A僅含兩種元素。

請回答:

(1)化合物M中陽離子和陰離子的個數比為1:2，則M的化學式為_______________。

(2)化合物A 與H2O反應的化學方程式_______________。

(3)鎂條在足量的氣體B中燃燒可生成化合物M 和氣體D，則D的分子式為_______________。

(4)研究表明液態B也是一種良好的儲氫物質，其儲氫容量可達17.6%，已知液態B中存在類似水的電離(2H2OH3O++OH-)，用Pt電極對液態B進行電解可產生兩種氣態單質。

①液態B的電離方程式________________。

②電解時，陰極的電極反應式________________。

Answer 1

【答案】 Mg(NH2)2 Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑ H2 2NH3=NH4++NH2- 2NH3+2e-=H2↑+2NH2-或2NH4++2e-=H2↑+2NH3

【解析】氣體B能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則B為NH3，氣體的體積均在標準狀況下測定，某物質M (僅含三種元素)是一種鎂基儲氫材料，M高溫分解生成固體A和氣體B為氨氣，物質的量==0.2mol，證明M中含有N、H、Mg元素，化合物A只含兩種元素，和水反應生成氨氣和白色沉淀C，固體A和水反應生成氨氣物質的量==0.1mol，白色沉淀C為氫氧化鎂沉淀，則A為Mg3N2，物質的量為0.05mol，元素守恒得到Mg元素物質的量0.15mol，所含氮元素0.1mol，M分解生成氨氣0.2mol，則M中含氮元素0.2mol+0.1mol=0.3mol，所含氫元素物質的量==0.6mol，M中元素物質的量之比為：n(Mg)：n(N)：n(H)=0.15：0.3：0.6=1：2：4。

(1)化合物M中陽離子和陰離子的個數比為1:2，M中元素物質的量之比為：n(Mg)：n(N)：n(H)=0.15：0.3：0.6=1：2：4，則M的化學式為Mg(NH2)2，故答案為：Mg(NH2)2；

(2)化合物A為Mg3N2，與H2O反應的化學方程式為Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑，故答案為：Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑；。

(3)鎂條在足量的氨氣中燃燒可生成化合物M[Mg(NH2)2]和氣體D，在M中n(N)：n(H)=1：2，而氨氣中n(N)：n(H)=1：3，則D中含有H元素，分子式為H2，故答案為：H2；

(4) ①液態氨中存在類似水的電離(2H2O H3O++OH-)，則氨的電離方程式為2NH3=NH4++NH2-，故答案為：2NH3=NH4++NH2-；

②用Pt電極對液態B進行電解可產生兩種氣態單質，分別為氮氣和氫氣，電解時，陰極發生還原反應，電極反應式為2NH4++2e-=H2↑+2NH3，故答案為：2NH4++2e-=H2↑+2NH3。