Question

4．2011年9月29日，“长征二号F”T1运载火箭，将中国全新研制的首个目标飞行器“天宫一号”发射升空，为在太空建立中国空间站打下基础．
（1）在对太空的探索过程中，科学家发现月球表面陨石坑中存在Hg、CH₄、固态H₂O等物质，其中属于氧化物的是H₂O（填化学式）．
（2）火箭用联氨（N₂H₄）做燃料，用四氧化二氮（N₂O₄）助燃，生成物不会对大气造成污染．
①完成燃烧反应的化学方程式：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O．
②通过此反应谈谈你对燃烧有什么新的认识？燃烧不一定要有氧气参与．
（3）载人航天飞行器的模拟座中，空气更新过程如图所示．

①装置Ⅰ的作用是分离空气、CO₂和H₂O．
②在装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中发生化学变化的是Ⅱ、Ⅲ（填序号）．
③从装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可看出，O₂的来源是CO₂和H₂O，若产生800g O₂，消耗880g CO₂，则同时消耗H₂O180g．

Answer 1

分析 （1）由两种元素组成，一种元素是氧元素的化合物属于氧化物．
（2）根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类不变、原子个数没有增减，结合化学方程式2N₂H₄+N₂O₄═3X+4H₂O从而推断X的化学式．
根据燃烧过程可以判断相关方面的问题．
（3）①根据装置I提供水和二氧化碳分析；
②根据图示可知，CO₂和H₂的反应生成物是C和H₂O，装置Ⅲ中只有水，据此写出化学方程式即可；
③根据二氧化碳中氧元素的质量分数和二氧化碳的质量，就可计算出消耗880g CO₂产生的氧气质量，然后再用剩余的氧气质量÷H₂O中氧元素的质量分数，就可计算出同时消耗H₂O的质量．

解答 解：（1）H₂O由氢和氧两种元素组成，一种是氧元素，属于氧化物；故填：H₂O；
（2）①根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类不变、原子个数没有增减．从化学方程式2N₂H₄+N₂O₄═3X+4H₂O看，反应前反应物中N、H、O元素的原子个数依次为：6、8、4；反应后生成物中除3X外，H、O元素的原子个数为8、4．比较反应前后原子种类及个数可得知，3X中应含有6个N原子，所以X的化学式为N₂．
故填：N₂；
②由联氨燃烧可知，燃烧不一定需要氧气．
故填：燃烧不一定要有氧气参与．
（3））①根据装置I提供水和二氧化碳，装置I是为了分离空气、水和二氧化碳，为装置Ⅱ、Ⅲ提供二氧化碳和水；
②由图可知，发生化学变化的是Ⅱ和Ⅲ，分别是：Ⅱ中发生反应的化学方程式为：CO₂+2H₂=C+2H₂O；装置Ⅲ中只有水，水电解的化学方程式为：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
③消耗880g CO₂产生的氧气质量为：880g×$\frac{32}{44}×100%$=640g，
则同时消耗H₂O的质量为：（800g-640g）÷$\frac{16}{18}×100%$=180g；
故填：①分离空气、CO₂和H₂O；②Ⅱ、Ⅲ；③180．

点评 本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．