Question

【題目】水是生命之源，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”，人類從未停止過對水的研究。

(1)1766年，英國科學(xué)家卡文迪許用鋅和稀硫酸制得“可燃空氣”，化學(xué)方程式為：_____。他將“可燃空氣”在純氧中燃燒生成了水，因受當(dāng)時錯誤觀念的束縛，他沒有揭示出水不是一種元素。

(2)1785年，法國科學(xué)家拉瓦錫做了一個相反的實驗：將水蒸氣通過紅熱的鐵制槍管將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時生成四氧化三鐵，實驗如圖1所示。他得出結(jié)論：水不是一種元素，而是氫和氧的化合物，并且正式命名了“氫”元素。

①拉瓦錫實驗的化學(xué)方程式為_______

②該反應(yīng)若生成1g氫氣，則理論上鐵制槍管應(yīng)增重______g.實驗發(fā)現(xiàn)槍管實際增重比理論數(shù)值大，其可能的原因是______。

③圖中，多功能瓶里水的作用是_______。

(3)1800年，英國科學(xué)家尼科爾森通過電解水得到氫氣和氧氣，后人不斷研究和改進(jìn)該實驗。現(xiàn)有某同學(xué)在水電解器中加入極稀的硫酸鈉溶液，至充滿管A和管B(硫酸鈉不參與反應(yīng))。通直流電一段時間后現(xiàn)象如圖2所示，回答下列問題：

①硫酸鈉在水中形成自由移動的Na+和______(用“離子符號”表示)，可增強水的導(dǎo)電性。

②電極____(選填“M”或“N”)與電源的負(fù)極相連；

③寫出水電解的化學(xué)方程式為_____

(4)超過臨界溫度(374.2℃)和臨界壓強(22.1MPa)時的水被稱為超臨界水�，F(xiàn)代研究表明：超臨界水能夠與氧氣以任意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)。550℃時，測得乙醇(C2H5OH)的超臨界水氧化結(jié)果如圖3所示。

注：δ(分布分?jǐn)?shù))表示基物質(zhì)的分子數(shù)占所有含碳物質(zhì)分子總數(shù)的比例。如δ(CO)=，則上圖中CO的分布分?jǐn)?shù)先增后降的原因是_____。

Answer 1

【答案】 8g 槍管表面的鐵能與空氣中的氧氣在高溫的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵 使多余的水蒸氣液化 SO42- N 乙醇在超臨界水氧化過程中，先被氧化為一氧化碳，然后一氧化碳再被氧化為二氧化碳

【解析】

（1）鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（2）①拉瓦錫實驗為將水蒸氣通過紅熱的鐵制槍管將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時生成四氧化三鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

②解：設(shè)鐵制槍管增重的質(zhì)量為x

x=8g

槍管表面的鐵能與空氣中的氧氣在高溫的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵，故槍管實際增重比理論數(shù)值大，故填：槍管表面的鐵能與空氣中的氧氣在高溫的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵；

③如果水蒸氣過量，水蒸氣從槍管中跑出時，溫度較高，容易燙傷，多功能瓶里的水，可以使多余的水蒸氣液化；

（3）①硫酸鈉在水中形成自由移動的Na+和硫酸根離子，離子的表示方法：在該離子元素符號的右上角標(biāo)上該離子所帶的正負(fù)電荷數(shù)，數(shù)字在前，正負(fù)號在后，帶一個電荷時，1通常省略，故硫酸根離子表示為：SO42-；

②在電解水實驗中，“正氧負(fù)氫”，生成氫氣和氧氣的體積比約為2:1，故電極N與電源的負(fù)極相連；

③水在通電的條件下分解為氫氣和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（4）由圖可以看出，先產(chǎn)生一氧化碳，后產(chǎn)生二氧化碳，而乙醇從一開始就逐漸下降，說明一開始乙醇被氧化為一氧化碳，一氧化碳后被氧化為二氧化碳，故CO的分布分?jǐn)?shù)先增后降。故填：乙醇在超臨界水氧化過程中，先被氧化為一氧化碳，然后一氧化碳再被氧化為二氧化碳。