题目内容
【题目】研究发现燃烧排放的气体中，CO2浓度(用体积分数表示)越高，越容易被收集。与传统的燃料燃烧方式相比，化学链燃烧具有排放CO2浓度更高，易于收集的优点。下图为利用镍元素(Ni)进行化学链燃烧的原理示意图。
(1)空气反应器中，金属镍与氧气在一定条件下发生燃烧反应，其化学方程式为______________。
(2)燃料反应器中发生的部分化学反应如下(在高温下进行)：H2+ NiO
Ni+H2O CO + NiONi+CO2 反应前后化合价发生改变的元素有________。
(3)与CO、H2直接在空气中燃烧相比，化学链燃烧从燃料反应器排放出的CO2浓度更 高的原因是________。
【答案】 2Ni + O2
2NiO C、H、Ni 化学链燃烧将空气中不参加反应的N2从空气反应器中排出
【解析】本题在新的情境下考查了化学方程式的书写，化合价的规律等，读懂流程图的涵义是解题关键。
①由图可以看出，在空气反应器中，进入的是金属镍，同时还有空气，但是空气中的氮气被分流排除了，所以是氧气参加了反应，生成物质时NiO，金属镍与氧气在一定条件下发生燃烧的化学方程式为 2Ni + O2 
2NiO；
②燃料反应器中发生的部分化学反应如下：H2 + NiO
Ni+H2O，CO + NiO 
Ni+CO2，氢元素的化合价从0价变成了+1价，镍元素的化合价从+2价变成了0价，碳元素的化合价从+2价变成了+4价，氧元素的化合价反应前后都是-2价，所以反应前后化合价发生改变的元素有C、H、Ni；
③与CO、H2直接在空气中燃烧相比，由于化学链燃烧将空气中不参加反应的N2从空气反应器中排出，化学链燃烧从燃料反应器排放出的CO2浓度更高。
【题目】同学们通过学习金属后，对铜的化学性质进行了进一步的研究。
项目一. 同学们将光亮铜片放在酒精灯火焰上灼烧，发现表面变黑，他们对黑色物质来源产生了兴趣，铜片表面黑色物质是什么呢?
【查阅资料】
（1）酒精不充分燃烧产生炭黑（即黑烟）；
（2）氧气的化学性质比较活泼，加热条件下能与金属铜反应生成黑色的氧化铜。
（3）氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜和水；炭黑难溶于水，且与硫酸不发生反应。
【猜想与假设】
猜想1：黑色固体是炭黑。
猜想2：黑色固体是空气中的氧气与铜反应生成的氧化铜。
猜想3：黑色固体既有炭黑又有氧化铜。
【进行实验】
实验步骤和方法 | 实验现象 | 实验结论 |
实验一：取一小段光亮铜片，放入试管内，然后用试管夹夹持试管，放在酒精灯的外焰部位加热。 | 铜片变黑 | （1）猜想1不正确。 （2）黑色固体可能与空气中的 ______ 有关。 |
实验二：取一试管，将一小段光亮铜片放入试管中，塞上胶塞，并用注射器抽出试管内的空气，封好胶塞，并加热，观察现象。趁热取下胶塞，观察现象。 | ________ | 猜想2正确 |
实验三：将在酒精灯火焰上灼烧后的附着黑色固体的铜片，投入到盛有稀硫酸的试管中。 | ________ | 猜想3不正确 |
项目二. 同学们通过学习知道铜与盐酸、稀硫酸不能发生反应，但却发现化学老师用铜与硝酸制备出气体去做物理实验。同学们在实验室对铜与稀硝酸的反应进行了探究。
实验I | |
实验装置 | 实验现象 |
| 铜片逐渐消失， 有无色气泡产生，试管中上部有红棕色气体出现； 溶液由无色变为蓝色 |
【探究】实验I中产生的无色气体是什么?
【查阅资料】
（1）硝酸（HNO3）与Cu反应生成硝酸铜和含氮元素的化合物；硝酸铜溶液呈蓝色；
（2）氨气（NH3）可以使酚酞溶液变红
（3）含氮元素的某些气态物质的物理性质
NH3 | NO | NO2 | |
颜色 | 无色 | 无色 | 红棕色 |
气味 | 刺激性 | 刺激性 | |
溶解性 | 极易溶于水 | 难溶于水 | 可溶于水或硝酸 |
【猜想与假设】无色气体可能是：①NH3 ②NO
【进行实验】同学们利用下图装置对产生的无色气体进行检验。
实验操作 | 实验现象 |
1. 打开弹簧夹，通入N2，一段时间后，关闭弹簧夹 | B、C中导管口有无色气泡冒出 |
2. 将C中导管伸入集气瓶中，打开分液漏斗的活塞，滴入一定量稀硝酸，关闭活塞 | A中有无色气泡产生 B中导管口有无色气泡冒出 C中集气瓶内收集到无色气体 |
3. 从水槽中取出集气瓶，敞口置于空气中 | 无色气体变为红棕色 |
4. 取少量B中液体于试管中，滴加无色酚酞溶液 | 试管中溶液颜色无明显变化 |
【解释与结论】
（1）操作1中，通入N2的目的是__________。
（2）同学们认为猜想①不正确，理由是__________。
（3）无色气体具有的化学性质是__________。
