Question

【題目】水是生命之源，是“永遠值得探究的物質”，人類從未停止過對水的研究。

(1)1766年，英國科學家卡文迪許用鋅和稀硫酸制得“可燃空氣”，化學方程式為：_____。他將“可燃空氣”在純氧中燃燒生成了水，因受當時錯誤觀念的束縛，他沒有揭示出水不是一種元素。

(2)1785年，法國科學家拉瓦錫做了一個相反的實驗：將水蒸氣通過紅熱的鐵制槍管將水轉化為氫氣，同時生成四氧化三鐵，實驗如圖1所示。他得出結論：水不是一種元素，而是氫和氧的化合物，并且正式命名了“氫”元素。

①拉瓦錫實驗的化學方程式為_______

②該反應若生成1g氫氣，則理論上鐵制槍管應增重______g.實驗發現槍管實際增重比理論數值大，其可能的原因是______。

③圖中，多功能瓶里水的作用是_______。

(3)1800年，英國科學家尼科爾森通過電解水得到氫氣和氧氣，后人不斷研究和改進該實驗。現有某同學在水電解器中加入極稀的硫酸鈉溶液，至充滿管A和管B(硫酸鈉不參與反應)。通直流電一段時間后現象如圖2所示，回答下列問題：

①硫酸鈉在水中形成自由移動的Na+和______(用“離子符號”表示)，可增強水的導電性。

②電極____(選填“M”或“N”)與電源的負極相連；

③寫出水電解的化學方程式為_____

(4)超過臨界溫度(374.2℃)和臨界壓強(22.1MPa)時的水被稱為超臨界水。現代研究表明：超臨界水能夠與氧氣以任意比例互溶，由此發展了超臨界水氧化技術。550℃時，測得乙醇(C2H5OH)的超臨界水氧化結果如圖3所示。

注：δ(分布分數)表示基物質的分子數占所有含碳物質分子總數的比例。如δ(CO)=，則上圖中CO的分布分數先增后降的原因是_____。

Answer 1

【答案】 8g 槍管表面的鐵能與空氣中的氧氣在高溫的條件下反應生成四氧化三鐵 使多余的水蒸氣液化 SO42- N 乙醇在超臨界水氧化過程中，先被氧化為一氧化碳，然后一氧化碳再被氧化為二氧化碳

【解析】

（1）鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，該反應的化學方程式為：；

（2）①拉瓦錫實驗為將水蒸氣通過紅熱的鐵制槍管將水轉化為氫氣，同時生成四氧化三鐵，該反應的化學方程式為：；

②解：設鐵制槍管增重的質量為x

x=8g

槍管表面的鐵能與空氣中的氧氣在高溫的條件下反應生成四氧化三鐵，故槍管實際增重比理論數值大，故填：槍管表面的鐵能與空氣中的氧氣在高溫的條件下反應生成四氧化三鐵；

③如果水蒸氣過量，水蒸氣從槍管中跑出時，溫度較高，容易燙傷，多功能瓶里的水，可以使多余的水蒸氣液化；

（3）①硫酸鈉在水中形成自由移動的Na+和硫酸根離子，離子的表示方法：在該離子元素符號的右上角標上該離子所帶的正負電荷數，數字在前，正負號在后，帶一個電荷時，1通常省略，故硫酸根離子表示為：SO42-；

②在電解水實驗中，“正氧負氫”，生成氫氣和氧氣的體積比約為2:1，故電極N與電源的負極相連；

③水在通電的條件下分解為氫氣和氧氣，該反應的化學方程式為：；

（4）由圖可以看出，先產生一氧化碳，后產生二氧化碳，而乙醇從一開始就逐漸下降，說明一開始乙醇被氧化為一氧化碳，一氧化碳后被氧化為二氧化碳，故CO的分布分數先增后降。故填：乙醇在超臨界水氧化過程中，先被氧化為一氧化碳，然后一氧化碳再被氧化為二氧化碳。