Question

天宮一號是由長征二號大推力火箭發(fā)射升空的，火箭推進劑是成功發(fā)射火箭的重要因素，推進劑的發(fā)展經歷了一個漫長的過程．
（1）20世紀前，黑火藥是世界上唯一的火箭推進劑，黑火藥是由硝酸鉀、硫磺、木炭組成，黑火藥爆炸的化學方程式為KNO₃+S+C→K₂S+N₂↑+CO₂↑（未配平）．
①反應中氧化劑與氧化產物的物質的量之比為

 

； CO₂的電子式為

 

；
②某化學興趣小組進行了如下實驗：
實驗一；取適鼙黑火藥溶于水，過濾，在所得濾液中加入一定量的稀硫酸，將混合液置于試管中并放入銅片微熱，發(fā)現(xiàn)在銅片上產生氣泡，寫出在試管內發(fā)生反應的離子方程式：

 

；
實驗二：取黑火藥爆炸后的殘留固體，加適量水溶解．．寫出檢驗此溶液中含有K⁺的實驗操作和現(xiàn)象：

 

：
（2）1947年，研制出第二代聚硫橡膠、高氯酸銨（NH₄C1O₄）、鋁粉復合推進劑．高氯酸銨水溶液呈酸性的原因是．

 

；（用離子方程式表示）
（3）20世紀60年代，火箭使用的是液體推進劑，常用的氧化劑有四氧化二氮、液氧等：可燃物有肼（N₂H₄）、液氫等．寫出與肼（N₂H₄）電子數(shù)相等，常溫下呈液態(tài)的一種無機化合物的化學式：

 

，并舉例說明其一種用途：

 

；
（4）以上火箭推進劑一般都含有氮元素．現(xiàn)有一種含氮化合物組成為N₄H₄，它是一種離子化合物，其中陰陽離子個數(shù)比為1：1，與燒堿反應生成能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，而與鹽酸反應生成的產物之一具有極強烈的爆炸性，寫出該產物在水溶液中的電離方程式：

 

．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算,離子方程式的書寫

專題：

分析：（1）①根據(jù)氧化還原反應中氧化劑以及氧化產物的概念來確定結合方程式確定其物質的量之比；二氧化碳是共價化合物，根據(jù)成鍵情況書寫電子式；
②實驗一、取適量黑火藥溶于水，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，得到硝酸鉀，冷卻后慢慢加入濃硫酸，將混合液置于試管中并放入銅片，產生大量紅棕色氣體，說明銅和濃硝酸反應生成；
實驗二、鉀離子的檢驗可以采用焰色反應；
（2）高氯酸銨是強酸弱堿鹽，銨根離子水解導致其溶液呈酸性，據(jù)此分析解答；
（3）N₂H₄電子數(shù)為18，電子式為18、常溫下呈液體為H₂O₂；雙氧水具有氧化性，可用于殺菌消毒；
（4）含氮化合物組成為N₄H₄，是一種離子化合物，其中陰陽離子個數(shù)比為1：1，與燒堿反應生成能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則該離子化合物中含有銨根離子，據(jù)此判斷該混合物化學式，然后寫出與鹽酸反應生成產物的分子式，即可回答．

解答： 解：（1）①黑火藥爆炸的化學方程式為KNO₃+S+C→K₂S+N₂↑+CO₂↑，根據(jù)電子守恒，配平方程式為：2KNO₃+S+3C=K₂S+N₂↑+3CO₂↑，氧化劑是硝酸鉀和硫單質，共3Mol，氧化產物是二氧化碳3mol，氧化劑與氧化產物的物質的量之比為1：1，CO₂是共價化合物，其結構式為O=C=O，碳原子和氧原子之間有2對電子，其電子式為，
故答案為：1：1；；
②實驗一：取適量黑火藥溶于水，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，得到硝酸鉀，冷卻后慢慢加入濃硫酸，將混合液置于試管中并放入銅片，產生大量紅棕色氣體，說明銅和濃硝酸反應生成，反應的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-

△   .

Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^- 

△   .

Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
實驗二：鉀離子的檢驗可以采用焰色反應，方法是：用鉑絲蘸取待測液，分放在火焰上灼燒，通過藍色的鈷玻璃觀察火焰的顏色，若呈現(xiàn)紫色，證明含有鉀離子，反之則沒有，故答案為：用鉑絲蘸取待測液，分放在火焰上灼燒，通過藍色的鈷玻璃觀察火焰的顏色，若呈現(xiàn)紫色，證明含有鉀離子，反之則沒有；        
（2）高氯酸銨是強酸弱堿鹽，銨根離子水解導致其溶液呈酸性，水解方程式為NH₄⁺+H₂O=NH₃?H₂O+H⁺，故答案為：NH₄⁺+H₂O=NH₃?H₂O+H⁺．
（3）一種與N₂H₄電子數(shù)相等的綠色氧化劑為H₂O₂，雙氧水具有較強的氧化性，可用于殺菌消毒，
故答案為：H₂O₂；消毒劑；
（4）與燒堿反應生成能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，說明該離子化合物中含有銨根離子，陰陽離子個數(shù)比為1：1，再結合化學式組成為N₄H₄可知該物質的化學式為：NH₄N₃，與鹽酸反應生成氯化銨和HN₃，HN₃在水溶液中的電離方程式為：HN₃?H⁺+N₃^-．
故答案為：HN₃?H⁺+N₃^-．

點評：本題考查氧化還原反應方程式的配平以及物質的性質和方程式的書寫知識，題目難度中等，試題題量較大，知識點較多，注意掌握氧化還原反應方程式的配平方法．