Question

（15分）在航天发射时，肼（N₂H₄）及其衍生物常用作火箭推进剂。

⑴液态肼作火箭燃料时，与液态N₂O₄混合发生氧化还原反应，已知每1g肼充分反应后生成气态水放出热量为a KJ，试写出该反应的热化学方程式                    。

⑵实验室用N₂H₄·H₂O与NaOH颗粒一起蒸馏，收集114～116℃的馏分即为无水肼。

①在蒸馏过程中不需要的仪器是           （填序号字母）。

A．酒精灯         B．长直玻璃导管C．锥形瓶     D．直型冷凝管

E．尾接管（接液管）F．蒸馏烧瓶      G．滴定管

②除上述必需的仪器外，还缺少的主要玻璃仪器是      。

⑶肼能使锅炉内壁的铁锈变成较为致密的磁性氧化铁（Fe₃O₄）层，以减缓锅炉锈蚀。若反应过程中肼转化为氮气，则每生成1molFe₃O₄，需要消耗肼的质量为    g。

⑷磁性氧化铁（Fe₃O₄）的组成可写成FeO·Fe₂O₃。某化学实验小组通过实验来探究一黑色粉末是否由Fe₃O₄、CuO组成（不含有其它黑色物质）。探究过程如下：

提出假设：假设1. 黑色粉末是CuO；假设2. 黑色粉末是Fe₃O₄；

假设3.                 。

探究实验：

取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。

①若假设1成立，则实验现象是                。

②若所得溶液显血红色，则假设      成立。

③为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生        现象，则假设3成立。

有另一小组同学提出，若混合物中CuO含量较少，可能加入铁粉后实验现象不明显。查阅资料：Cu²⁺与足量氨水反应生成深蓝色溶液，Cu²⁺＋4NH₃·H₂O＝Cu（NH₃）₄²⁺＋4H₂O。

④为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生          现象；若产生         现象，则假设3成立。

Answer

⑴N2O4(l)＋2N2H4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－64a kJ·mol－1 ； ⑵ ①BG；②温度计；⑶8g

⑷假设3：黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物 ；①溶液显蓝色 ； ②“2或3”； ③红色固体；

④红褐色沉淀 ；红褐色沉淀，同时溶液呈深蓝色

【解析】

试题分析：⑴根据题意可得反应的热化学方程式为N2O4(l)＋2N2H4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－64a kJ/mol；（2）①在蒸馏过程中需要的仪器是酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、直型冷凝管、尾接管（接液管）、锥形瓶。所以不需要的玻璃仪器是长直玻璃导管、滴定管。因此选项为BG。②除上述必需的仪器外，还缺少的主要玻璃仪器是温度计；⑶肼与Fe2O3反应的方程式是N2H4+6Fe2O3= 4Fe3O4+ N2+2H2O。根据方程式可知，若生成1molFe3O4，需要消耗肼0.25mol,它的质量为0.25mol×32g/mol=8g。⑷根据给出的假设情况可推知假设3是黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物 ；取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。 ①若假设1成立，则实验现象是溶液显蓝色；②若所得溶液显血红色，则假设“2或3”成立；③为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生红色固体则假设3成立。 ④为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生红褐色氢氧化铁沉淀 ；若产生的现象是既有红褐色沉淀，同时溶液呈深蓝色，则假设3成立。

考点：考查热化学方程式的书写、仪器的选择与使用、实验方案的设计、验证、氧化反应反应方程式的书写及相应的计算的知识。