Question

我國的“神舟”系列載人飛船的成功發射，標志著“炎黃子孫千年飛天夢想實現了”．航天器的升空需要推進劑，推進劑主要由可燃劑和氧化劑組成，根據化學物質的形態不同推進劑可分為固體推進劑和液體推進劑，它們一般由C、H、O、N中的一種或幾種元素組成．請回答下列問題：
（1）已知某固體推進劑主要由可燃劑（聚丁二烯等）和氧化劑甲（一種由三種元素組成的鹽）組成，則甲的化學式為

 

，并用離子方程式表示甲的水溶液呈酸性的原因

 

．
（2）已知某液體推進劑主要由可燃劑乙和氧化劑丙組成，乙和丙常溫下呈液態，它們均為氫化物（氫與其他元素形成的二元化合物）且分子中含有相同的電子數，常溫下，乙和丙可生成一種常見的液態化合物和一種常見的穩定單質，試寫出該反應的化學方程式

 

．另一種氣態無色的氧化劑丁升溫時（隔絕空氣）迅速轉化為紅棕色氣體，1mol乙在常溫下與丁完全反應可放出Q kJ熱量，產物與丙完全相同，試寫出該反應的熱化學方程式

 

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（3）根據上述原理，以下物質中不可能作為推進劑的是

 

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A．石油產品       B．尿素      C．液氟      D．高氯酸銨
（4）戊也可作液體推進劑的氧化劑，取19.6g化合物戊，隔絕空氣加熱使其完全分解，生成氮氣、氧氣和二氧化碳，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為4.48L，生成的二氧化碳氣體被足量的澄清石灰水吸收，得到10.0g沉淀，則戊的化學式為

 

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（5）請您設計一個實驗方案，探究由上述四種元素組成的常見無機鹽可能的成份．

 

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Answer 1

分析：（1）硝酸鹽中的N元素處于最高價，銨根水解顯酸性；
（2）一般由C、H、O、N中元素組成的常見的液態化合物和一種常見的穩定單質為水和氮氣；紅棕色氣體為二氧化氮；
（3）推進劑主要由可燃劑和氧化劑組成；
（4）根據質量守恒定律可求出氧氣的質量，然后求出分子中C、N、O的原子個數之比；
（5）該無機鹽是碳酸銨或碳酸氫銨或是二者的混合物．二者都易分解，所以可以通過分解產物的質量多少來判斷．

解答：解：（1）硝酸鹽中的N元素處于最高價，可做氧化劑，故甲為硝酸銨；銨根水解顯酸性：NH₄⁺+H₂O?H⁺+NH₃?H₂O，故答案為：NH₄NO₃；NH₄⁺+H₂O?H⁺+NH₃?H₂O；
（2）一般由C、H、O、N中元素組成的常見的液態化合物和一種常見的穩定單質為水和氮氣，乙和丙分別為N₂H₄ 和H₂O₂，二者都為18電子分子，該反應的化學方程式：N₂H₄ +2H₂O₂=N₂+4 H₂O；紅棕色氣體為二氧化氮，2molN₂H₄在常溫下與二氧化氮完全反應可放出2Q kJ熱量，該反應的熱化學方程式：2N₂H₄（l）+2N₂O₄（g）=3N₂（g）+4 H₂O（l）△H=-2QkJ/mol，故答案為：N₂H₄ +2H₂O₂=N₂+4 H₂O；2N₂H₄（l）+2N₂O₄（g）=3N₂（g）+4 H₂O（l）△H=-2QkJ/mol；
（3）推進劑主要由可燃劑和氧化劑組成，石油是可燃劑，液氟和高氯酸銨是氧化劑，尿素既不是可燃劑又不是氧化劑，故答案為：B；
（4）氮氣是0.2mol，質量是5.6g．CO₂是0.1mol，質量是4.4g，根據質量守恒定律可知氧氣的質量是19.6g-5.6g-4.4g=9.6g，物質的量是0.3mol，所以體積是6.72L．則分子中C、N、O的原子個數之比是1：4：8，所以化學式為C（NO₂）₄，故答案為：C（NO₂）₄；
（5）該無機鹽是碳酸銨或碳酸氫銨或是二者的混合物．二者都易分解，所以可以通過分解產物的質量多少來判斷．例如稱量固體樣品的質量mg，將樣品加熱，并將氣體通入足量的澄清石灰水，測出沉淀的質量ng，通過m與n的計算獲得最終結果，
故答案為：無機鹽可能是（NH₄）₂CO₃或NH₄HCO₃或兩者的混合物，稱量固體樣品的質量mg，將樣品加熱，并將氣體通入足量的澄清石灰水，測出沉淀的質量ng，通過m與n的計算獲得最終結果．

點評：本題考查化學式的推斷、熱化學方程式等，物質的推斷是解題的關鍵，題目難度中等．