题目内容

1．天宫一号于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，天宫一号是由长征二号大推力火箭发射升空的，火箭推进剂是成功发射火箭的重要因素，推进剂的发展经历一个漫长的过程．
（1）20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭用推进剂，黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成，黑火药爆炸的化学方程式：2KNO3+S+3C═K2S+N2↑+3CO2↑．
①上述反应中的氧化剂是KNO3和S；若有0.5mol S参加反应，则转移的电子的物质的量为6mol；
②某化学兴趣小组进行了如下实验：
实验一：取适量黑火药溶于水，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却后慢慢加入浓硫酸，将混合液置于试管中并放入铜片，产生大量红棕色气体，写出该反应的离子方程式Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
实验二：取黑火药爆炸后的残留固体，加水溶解过滤，取滤液向其中滴加新制氯水至过量，一开始溶液变浑浊后又变澄清．变浑浊的物质是S（化学式表示）；
设计实验方案证明该澄清液中含有Cl-取少量溶液，加过量硝酸钡溶液，取上层清液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若出现白色沉淀，证明有Cl-．
（2）1947年，研制出第二代聚硫橡胶、高氯酸铵、铝粉复合推进剂．高氯酸铵受撞击会引发剧烈爆炸，其爆炸产物有4种，2种产物是空气中的主要成分，另一种气体产物能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，写出该反应的化学方程式4NH4ClO4$\frac{\underline{\;碰撞\;}}{\;}$2N2↑+5O2↑+4HCl↑+6H2O；
（3）火箭推进剂一般都含有氮元素，含氮化合物种类丰富，科学家从化肥厂生产的硫酸铵中检出组成为N4H4（SO4）2的物质，该物质为易溶于水的强电解质，遇烧碱会生成N4气体，该反应的离子方程式N4H44++4OH-=N4↑+4H2O；
另一含氮化合物N4H4也是易溶于水的强电解质，和烧碱反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，而与盐酸反应生成的产物之一具有极强烈的爆炸性，写出该产物爆炸的化学反应方程式2HN3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2↑+3N2↑．

分析 （1）①该反应中N元素化合价由+5价变为0价、S元素化合价由0价变为-2价、C元素化合价由0价变为+4价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂；该反应中只有C是还原剂，根据方程式知，如果有0.5molS参加反应，则有1.5molC参加反应，根据C和转移电子之间关系式计算转移电子物质的量；
②酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能氧化Cu生成铜离子，自身被还原生成NO；
氯气具有强氧化性，能氧化硫化钾生成难溶性S单质；氯离子用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，向溶液中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液，如果有白色沉淀生成说明有氯离子；
（2）高氯酸铵受撞击会引发剧烈爆炸，其爆炸产物有4种，2种产物是空气中的主要成分为氮气和氧气，另一种气体产物能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，为氨气，根据原子守恒知还生成水蒸气；
（3）N4H4（SO4）2的物质，该物质为易溶于水的强电解质，遇烧碱会生成N4气体，阳离子结合氢氧根离子生成N4气体和水．

解答 解：（1）①该反应中N元素化合价由+5价变为0价、S元素化合价由0价变为-2价、C元素化合价由0价变为+4价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，所以KNO3和S是氧化剂；
该反应中只有C是还原剂，根据方程式知，如果有0.5molS参加反应，则有1.5molC参加反应，根据C和转移电子之间关系式得转移电子物质的量=1.5mol×（4-0）=6mol；
故答案为：KNO3和S；6；
②酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能氧化Cu生成铜离子，自身被还原生成NO，离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
氯气具有强氧化性，能氧化硫化钾生成难溶性S单质，所以溶液变浑浊；氯离子用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，向溶液中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液，如果有白色沉淀生成说明有氯离子；
故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；S；取少量溶液，加过量硝酸钡溶液，取上层清液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若出现白色沉淀，证明有Cl-；
（2）高氯酸铵受撞击会引发剧烈爆炸，其爆炸产物有4种，2种产物是空气中的主要成分为氮气和氧气，另一种气体产物能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，为氨气，根据原子守恒知还生成水蒸气，
反应方程式为：4NH4ClO4$\frac{\underline{\;碰撞\;}}{\;}$2N2↑+5O2↑+4HCl↑+6H2O，
故答案为：4NH4ClO4$\frac{\underline{\;碰撞\;}}{\;}$2N2↑+5O2↑+4HCl↑+6H2O；
（3）N4H4（SO4）2的物质，该物质为易溶于水的强电解质，遇烧碱会生成N4气体，阳离子结合氢氧根离子生成N4气体和水反应的离子方程式为N4H44++4OH-=N4↑+4H2O；另一含氮化合物N4H4也是易溶于水的强电解质，和烧碱反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，说明N4H4中含有NH4+，分析推断结构应为NH4N3，而与盐酸反应生成的产物之一具有极强烈的爆炸性，则钙化合物为HN3气体，依据原子守恒写出该产物爆炸的化学反应方程式为2HN3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2↑+3N2↑，
故答案为：N4H44++4OH-=N4↑+4H2O；2HN3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2↑+3N2↑．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算、反应方程式的书写、离子检验等知识点，为高频考点，明确基本概念、各个物理量之间关系式、氯离子检验方法及实验现象是解本题关键，本题难点是判断反应中产物成分．

练习册系列答案
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11．下列说法正确的是（　　）
A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B．自发反应的熵一定增大，非自发反应的焓一定减小
C．对于熵增反应，若一定温度下不能自发进行，则该反应的△H＞0
D．对于△H＞0的反应能自发进行，则该反应的△S＜0
12．下列说法正确的是（　　）
A．等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，二者放出的热量一样多
B．氢气的燃烧热为 285.8kJ/mol，则氢气燃烧的热化学方程式为 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-Q1kJ/mol   2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-Q2kJ/mol，则 Q1＞Q2
D．已知中和热为 57.3 kJ/mol，若将含 0.5molH2SO4的浓溶液与含 1molNaOH 的溶液混合，放出的热量等于 57.3kJ
9．下列各组离子在给出条件下一定能大量共存的是（　　）
A．在pH=1的溶液中：NH4+、K+、ClO-、Cl-
B．水电离的c（H+）=1.0×10-13mol•L-1的溶液中：Na+、Mg2+、Ca2+、I-
C．有NO3-存在的强酸性溶液中：NH4+、Ba2+、Fe2+、Br-
D．在c（H+）=1.0×10-13mol•L-1的溶液中：Na+、S2-、AlO2-、SO32-
16．下列化学实验事实及其结论都正确的是（　　）
选项实验事实结论
A二氧化硅可以和NaOH溶液及HF溶液反应二氧化硅属于两性氧化物
B二氧化硫能漂白有色布料二氧化硫具有强氧化性
C向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，溶液变浑浊析出了NaHCO3
D铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落铝的熔点高
A．AB．BC．CD．D
6．在混合体系中，确认化学反应先后顺序有利于问题的解决，下列反应先后顺序判断正确的是（　　）
A．在含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中缓慢通入Cl2：I-、Fe2+、Br-
B．在含等物质的量的Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Zn：H+、Fe3+、Cu2+、Fe2+
C．在含等物质的量的Ba（OH）2、KOH的溶液中通入CO2：Ba（OH）2、KOH、BaCO3、K2CO3
D．在含等物质的量的AlO2-、OH-、CO32-溶液中，逐滴加入盐酸：OH-、CO32-、AlO2-、Al（OH）3
13．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y、W组成的一种化合物甲，25℃时，0.05mol•L-1甲溶液中，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=1.0×l012；Z原子的最外层电子数是最内层电子数的$\frac{1}{2}$．下列说法正确的是（　　）
A．简单离子半径：Y＜Z＜W
B．Z分别与X、Y形成的化合物中，化学键类型均相同
C．X分别与Y、W形成的最简单化合物的稳定性：W＜Y
D．由以上四种元素形成的化合物一定能促进水的电离
10．高温及一定催化剂作用下某反应达平衡，平衡常数K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$，恒容时，温度升高，H2浓度减小．下列说法：正确的是（　　）
A．平衡后向容器中再充入与初始投料相同物质的量的CO2和H2，则CO的平衡浓度变为原来的2倍
B．恒温恒容下，增大压强，H2的浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H＜0
11．有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3．回答下列问题
①CO32-移向负极．
②正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-．
③电池中CO32-的物质的量将逐渐不变（填增大、减少、不变）．

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