Question

天宮一號（Tiangong-1）是中國第一個目標飛行器，于2011年9月29日21時16分3秒在酒泉衛星發射中心發射，它的發射標志著中國邁入中國航天“三步走”戰略的第二步。天宮一號是由長征二號大推力火箭發射升空的，火箭推進劑是成功發射火箭的重要因素，推進劑的發展經歷了一個漫長的過程。

   （1）20世紀前，黑火藥是世界上唯一的火箭用推進劑，黑火藥是由硝酸鉀、硫磺、木炭組成，黑火藥爆炸的化學方程式為2KNO₃+ S + 3C == K₂S + N₂ ↑+ 3CO₂ ↑。

    ① 寫出K₂S的電子式：      ；

    ② 某化學興趣小組進行了如下實驗：

    實驗一：取適量黑火藥溶于水，過濾，將濾液蒸發濃縮，冷卻后慢慢加入濃硫酸，將混合液置于試管中并放入銅片，產生大量紅棕色氣體，寫出該反應的離子方程式：

                         ；

    實驗二：取黑火藥爆炸后的殘留固體，加水溶解過濾，取濾液向其中滴加新制氯水至過量，一開始溶液變渾濁后又變澄清。請設計實驗方案證明該澄清溶液中含有Cl^-：      ；

    （2） 1947年，研制出第二代聚硫橡膠、高氯酸銨、鋁粉復合推進劑。高氯酸銨受撞擊會引發劇烈爆炸，其爆炸產物有4種，2種產物是空氣中的主要成分，另一種氣體產物能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅，寫出該反應的化學方程式：      ；

    （3）20世紀60年代，美國大推力火箭使用的是液體推進劑，常用的氧化劑有雙氧水、四氧化二氮、液氧；可燃物有肼(N₂H₄)、一甲肼、偏二甲肼、液氫等。火箭發射時將兩種液體分別注入火箭發動機的燃燒室中燃燒。偏二甲肼的系統命名為1,1-二甲基聯氨，它的結構簡式為      ；

（4）以上的火箭推進劑一般都含有氮元素，含氮化合物種類豐富，科學家從化肥廠生產的硫酸銨中檢出組成為N₄H₄(SO₄)₂的物質，該物質為易溶于水的強電解質，遇燒堿會生成N₄氣體，該反應的離子方程式：      ；另一含氮化合物N₄H₄也是易溶于水的強電解質，和燒堿反應生成能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，而與鹽酸反應生成的產物之一具有極強烈的爆炸性，寫出該產物爆炸的化學反應方程式：      。

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）①；（1分）

②實驗一： Cu+4H⁺+2NO₃^—   Cu²⁺+2NO₂ ↑+2H₂O  （2分）

實驗二：取適量澄清液，加入過量的硝酸鋇溶液，靜置，取上層清液，滴入硝酸酸化的硝酸銀，若出現白色沉淀，證明有Cl^— （3分）

（2）4NH₄ClO₄  2N₂↑+5O₂↑+4HCl↑+6H₂O↑（2分）

（3） (CH₃)₂NNH₂ （2分）

（4）N₄H₄⁴⁺+4OH^—N₄↑ +4H₂O （2分）

2HN₃ H₂↑+3N₂↑ （2分）

【解析】