Question

【题目】水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。

(1)1766年，英国科学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”，化学方程式为：_____。他将“可燃空气”在纯氧中燃烧生成了水，因受当时错误观念的束缚，他没有揭示出水不是一种元素。

(2)1785年，法国科学家拉瓦锡做了一个相反的实验：将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，实验如图1所示。他得出结论：水不是一种元素，而是氢和氧的化合物，并且正式命名了“氢”元素。

①拉瓦锡实验的化学方程式为_______

②该反应若生成1g氢气，则理论上铁制枪管应增重______g.实验发现枪管实际增重比理论数值大，其可能的原因是______。

③图中，多功能瓶里水的作用是_______。

(3)1800年，英国科学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有某同学在水电解器中加入极稀的硫酸钠溶液，至充满管A和管B(硫酸钠不参与反应)。通直流电一段时间后现象如图2所示，回答下列问题：

①硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和______(用“离子符号”表示)，可增强水的导电性。

②电极____(选填“M”或“N”)与电源的负极相连；

③写出水电解的化学方程式为_____

(4)超过临界温度(374.2℃)和临界压强(22.1MPa)时的水被称为超临界水。现代研究表明：超临界水能够与氧气以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。550℃时，测得乙醇(C2H5OH)的超临界水氧化结果如图3所示。

注：δ(分布分数)表示基物质的分子数占所有含碳物质分子总数的比例。如δ(CO)=，则上图中CO的分布分数先增后降的原因是_____。

Answer 1

【答案】 8g 枪管表面的铁能与空气中的氧气在高温的条件下反应生成四氧化三铁 使多余的水蒸气液化 SO42- N 乙醇在超临界水氧化过程中，先被氧化为一氧化碳，然后一氧化碳再被氧化为二氧化碳

【解析】

（1）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为：；

（2）①拉瓦锡实验为将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为：；

②解：设铁制枪管增重的质量为x

x=8g

枪管表面的铁能与空气中的氧气在高温的条件下反应生成四氧化三铁，故枪管实际增重比理论数值大，故填：枪管表面的铁能与空气中的氧气在高温的条件下反应生成四氧化三铁；

③如果水蒸气过量，水蒸气从枪管中跑出时，温度较高，容易烫伤，多功能瓶里的水，可以使多余的水蒸气液化；

（3）①硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和硫酸根离子，离子的表示方法：在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，带一个电荷时，1通常省略，故硫酸根离子表示为：SO42-；

②在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，故电极N与电源的负极相连；

③水在通电的条件下分解为氢气和氧气，该反应的化学方程式为：；

（4）由图可以看出，先产生一氧化碳，后产生二氧化碳，而乙醇从一开始就逐渐下降，说明一开始乙醇被氧化为一氧化碳，一氧化碳后被氧化为二氧化碳，故CO的分布分数先增后降。故填：乙醇在超临界水氧化过程中，先被氧化为一氧化碳，然后一氧化碳再被氧化为二氧化碳。