Question

（12分）2014年10月24日，我国探月工程三期再入返回飞行试验器在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭发射升空。火箭推进剂是成功发射火箭的重要因素，推进剂的发展经历了一个漫长的过程。

（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为2KNO₃+ S + 3C == K₂S + N₂ ↑+ 3CO₂ ↑。

①写出该反应的氧化剂：          ；K₂S的电子式为           ；

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：取黑火药爆炸反应后的残留固体，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（S）后又变澄清(SO₄^2－)。请设计实验方案证明该澄清溶液中含有Cl^-：      ；

（2）1947年，研制出第二代聚硫橡胶、高氯酸铵（NH₄C1O₄）、铝粉复合推进剂。高氯酸铵水溶液呈酸性的原因是                       ；（用离子方程式表示）

（3）20世纪60年代，美国大推力火箭使用的是液体推进剂，常用的氧化剂有双氧水、四氧化二氮；可燃物有肼(N₂H₄)、偏二甲肼等。火箭发射时将两种液体分别注入火箭发动机的燃烧室中燃烧。偏二甲肼的系统命名为1,1-二甲基联氨，则它的分子式为      。

Answer

（1）① KNO3、S ；（2分）（2分）

②实验一： Cu+4H++2NO3—= Cu2++2NO2 ↑+2H2O （2分）

实验二：取适量澄清液，加入过量的硝酸钡溶液，静置，取上层清液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若出现白色沉淀，证明有Cl— （2分）

（2）NH4++H2ONH3∙H2O+H+。（3）C2N2H8 （2分）

【解析】

试题分析：（1）黑火药爆炸的化学方程式为2KNO3+ S + 3C =K2S + N2 ↑+ 3CO2 ↑。①在该反应中KNO3中的N元素的化合价由反应前的+5价变为反应后N2中的0价，S的化合价由反应前S质应后K2S的-2价，化合价降低，得到电子，被还原，因此该反应的氧化剂是KNO3、S；K2S是离子化合物，其电子式是：;②实验一：由于黑火药的成分是硝酸钾、硫磺、木炭，取适量黑火药溶于水，过滤，将滤液蒸发浓缩，溶液为KNO3，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，则在酸性条件下NO3-与Cu反应的方程式是：Cu+4H++2NO3—= Cu2++2NO2 ↑+2H2O；实验二：证明该澄清溶液中含有Cl-的实验方案是取适量澄清液，加入过量的硝酸钡溶液，静置，取上层清液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若出现白色沉淀，证明有Cl—；（2）高氯酸铵是强酸弱碱盐，在溶液中NH4+发生水解反应：NH4++H2ONH3∙H2O+H+。破坏了水的电离平衡，水继续电离，当最终达到平衡时，溶液中c(H+)>c(OH-)，所以水溶液呈酸性；（3）偏二甲肼是甲肼NH2-NH2一个NH2中的2个H原子被甲基取代的产物NH2-N(CH3)2;其系统命名为1,1-二甲基联氨，则它的分子式为C2N2H8。

考点：考查氧化还原反应中物质的作用、离子的检验、物质的电子式、分子式的书写及盐的水解的应用、离子方程式的书写的知识。