Question

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1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°C）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°C时，测得乙醇（C₂H₅OH） 的超临界水氧化结果如图3所示。

注:

图3中CO的分布分数先增后降的原因是_______________________。

Answer

8 原因是枪管外壁部分的铁高温下与空气中的氧气反应而增重（ 或其他合理答案） 冷凝水蒸气 SO42- N 在超临界水氧化过程中，乙醇先被氧化成CO, CO再被氧化成CO2。（或其他合理答案）

【解析】

（1）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式是；

故填：。

（2）①拉瓦锡的实验是铁与水在高温的条件下反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式是

故填：。

②设生成1g氢气，需要水的质量是x

X=9g

枪管增重的质量=9g-1g=8g

枪管实际增重比理论数值大，其可能的原因是枪管外壁部分的铁高温下与空气中的氧气反应而增重（合理即可）；

故填：8g 枪管外壁部分的铁高温下与空气中的氧气反应而增重（合理即可）。

③图1中，多功能瓶里水的作用是使通过铁制枪管的水蒸气液化；

故填：冷凝水蒸气。

（3）①硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和SO42-，Na+和SO42-在水中可以自由移动，增强水的导电性；

故填：SO42-。

②管A中的气体少，是氧气，电极M与电源的正极相连，管B里的气体多，是氢气，电极N与电源的负极相连；

故填：N。

③水电解是水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，化学方程式是；

故填：。

（4）图中CO的分布分数先增后降的原因是在超临界水氧化过程中，乙醇先被氧化成CO, CO再被氧化成CO2，故CO的分布分数先增后降；

故填：在超临界水氧化过程中，乙醇先被氧化成CO，CO再被氧化成CO2（合理即可）。