Question

【题目】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_____；若有0.5mol S参加反应，则转移的电子的物质的量为_____mol；

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_______；

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_____（化学式表示）；

设计实验方案证明该澄清液中含有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_____；

（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_____；

Answer 1

【答案】 KNO3和S 6 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O； S 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 N4H44++4OH-= N4↑+4H2O

【解析】(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NO2；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。

(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=1.5×（4-0）=6mol；正确答案：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NO2,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；正确答案：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O； S；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,反应方程式为:；正确答案：。

（3） N4H4（SO4）2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；正确答案：N4H44++4OH-= N4↑+4H2O。