Question

甲、乙、丙、丁均是由短周期元素组成的单质，X、Y、Z、W均为化合物，常温下，X为淡黄色固体，Z遇空气变为红棕色，W能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，工业上常用W来制取Z，其转化关系如右图所示．
请回答下列问题：
（1）X中化学键类型为______．实验室制备W的化学方程式为______ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

Answer

X由两种短周期元素组成的化合物，且为淡黄色固体，则X为Na2O2；Z遇空气变为红棕色，则Z为NO；W能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则W为NH3；结合转化关系，可以推知丙为O2，甲为Na，乙为N2，丁为H2，钠是活泼金属，氢气是活泼非金属，二者可以化合生成离子化合物NaH，故Y为NaH．
（1）Na2O2属于离子化合物，过氧根离子中氧原子之间形成非极性键；
实验室制备氨气通常利用氯化铵与氢氧化钙，在加热的条件下制备，反应生成氯化钙、氨气与水；
（2）将钠投入氯化铁溶液中，钠首先与水反应生成氢氧化钠与氢气，氢氧化钠再与氯化铁反应生成氢氧化铁红褐色沉淀；
（3）①氨气催化氧化生成NO与水；
②NaH与水反应生成氢氧化钠与氢气，反应中只有NaH、水中的氢元素化合价变化，氧化产物与还原产物都是氢气，由氢元素化合价变化可知为1：1；
（4）过氧化钠首先与水反应生成氢氧化钠与氧气，氢氧化钠再与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁在水被氧气氧化生成氢氧化铁，先写出各步反应，再利用质量守恒加合可得总反应式；
（5）工业合成氨采取“高温、高压和催化剂”条件；
根据氮气的三键结构、催化剂活性、反应速率与原料转化率分析选择条件．
【解析】
X由两种短周期元素组成的化合物，且为淡黄色固体，则X为Na2O2；Z遇空气变为红棕色，则Z为NO；W能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则W为NH3；结合转化关系，可以推知丙为O2，甲为Na，乙为N2，丁为H2，钠是活泼金属，氢气是活泼非金属，二者可以化合生成离子化合物NaH，故Y为NaH．
（1）Na2O2属于离子化合物，钠离子与过氧根之间形成离子键，过氧根离子中氧原子之间形成非极性键；
实验室通常利用氯化铵与氢氧化钙在加热的条件下制备氨气，反应方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O，
故答案为：离子键、非极性键；2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（2）将钠投入氯化铁溶液中，钠首先与水反应生成氢氧化钠与氢气，氢氧化钠再与氯化铁反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，故现象为：钠融化为小球，在液面上四处游动，发出嘶嘶声，最后消失，有红褐色沉淀产生，
故答案为：钠融化为小球，在液面上四处游动，发出嘶嘶声，最后消失，有红褐色沉淀产生；
（3）①氨气催化氧化生成NO与水，方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，
故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；
②NaH与水反应生成氢氧化钠与氢气，方程式为：NaH+H2O=NaOH+H2↑，反应中只有NaH、水中的氢元素化合价变化，氧化产物与还原产物都是氢气，由氢元素化合价变化可知为1：1，
故答案为：NaH+H2O=NaOH+H2↑；1：1；
（4）过氧化钠首先与水反应生成氢氧化钠与氧气，氢氧化钠再与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁在水被氧气氧化生成氢氧化铁，发生反应：
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↑，
故离子方程式为4Na2O2+4Fe2++2H2O=4Fe（OH）3↓+8Na++O2↑，
故答案为：4Na2O2+4Fe2++2H2O=4Fe（OH）3↓+8Na++O2↑；
（5）工业合成氨采取“高温、高压和催化剂”条件，氮气分子中存在三键，很稳定，选择高温是由于催化剂活性需要一定温度，且加快化学反应速率，选择高压是为了加快反应速率和提高原料的转化率，
故答案为：高温、高压和催化剂；氮气分子中存在三键，很稳定，选择高温是由于催化剂活性需要一定温度，且加快化学反应速率，选择高压是为了加快反应速率和提高原料的转化率．