Question

15．神舟十號飛船是中國“神舟”號系列飛船之一，它是中國第五艘搭載太空人的飛船．神舟十號飛船發射成功后，將與2011年發射升空的天宮一號目標飛行器進行交會對接，開展相關空間科學試驗．火箭推進器是成功發射的重要因素，事實上，推進器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：S+3C+2KNO₃=K₂S+N₂↑+3CO₂↑．
①K₂S的電子式為．
②取黑火藥爆炸后的殘留固體，加水溶解過濾，得到濾液．寫出檢驗此溶液中是否含有K⁺的實驗操作方法用潔凈的玻璃棒蘸取少量溶液，在酒精燈上灼燒，透過藍色的鈷玻璃觀察火焰顏色，若火焰顏色為紫色，則溶液中含有K⁺，反之，不含K⁺．
（2）20世紀60年代，火箭使用的是液體推進劑，常用的氧化劑有四氧化二氮、液氧等，可燃物有肼（N₂H₄）、液氫等．
①肼（N₂H₄）溶于水顯堿性，其原理與氨相似，但其堿性不如氨強，寫出其溶于水呈堿性的離子方程式：N₂H₄+H₂O?NH₂NH₃⁺+OH^-．
②一種與N₂H₄電子數相等的綠色氧化劑，能將油畫表面黑色的PbS氧化成白色的PbSO₄，使油畫變白、翻新，化學方程式為：PbS+4H₂O₂═PbSO₄+4H₂O．
（3）以上的火箭推進劑一般含有氮元素，含氮化合物種類豐富．有一含氮化合物，具有很強的爆炸性，86g該化合物爆炸分解會生成標況下N₂67.2L和另一種氣體單質H₂．寫出其爆炸的化學方程式2HN₃=3N₂+H₂ 或 H₂N₆=3N₂+H₂．

Answer 1

分析 （1）①K₂S是離子化合物，硫離子和鉀離子形成離子鍵，據此寫出電子式；
②檢驗溶液中含有K⁺的實驗操作方法是用潔凈的鉑絲蘸取待測液，放在火焰上灼燒，然后通過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，若火焰呈紫色，則溶液中含有鉀離子，反之沒有；
（2）①利用 NH₃+H₂O?NH₄⁺+OH^-分析出肼溶于水呈堿性的離子方程式；
②一種與N₂H₄電子數相等的綠色氧化劑為H₂O₂，然后根據PbS轉變為白色的PbSO₄，H₂O₂被還原為H₂O來分析化學反應；
（3）先根據質量守恒確定氫氣的質量，然后求出氮原子、氫原子的物質的量，兩者的物質的量之比，確定化合物的分子式，最后書寫化學方程式；
酸是水溶液中電離出的陽離子全部是氫離子的化合物，堿是水溶液中電離出的陰離子全部是氫氧根離子的化合物，鹽是金屬陽離子和酸根陰離子構成的化合物，氧化物是兩種元素組成其中一種使氧元素的化合物；

解答 解：（1）①硫化鉀是離子化合物，硫離子和鉀離子形成離子鍵，硫化鉀的電子式為：，故答案為：；
②用潔凈的玻璃棒蘸取少量溶液，在酒精燈上灼燒，透過藍色的鈷玻璃觀察火焰顏色，若火焰顏色為紫色，則溶液中含有K⁺，反之，不含K⁺；
故答案為：用潔凈的玻璃棒蘸取少量溶液，在酒精燈上灼燒，透過藍色的鈷玻璃觀察火焰顏色，若火焰顏色為紫色，則溶液中含有K⁺，反之，不含K⁺；
②用潔凈的鉑絲蘸取待測液，放在火焰上灼燒，通過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，若火焰呈紫色，則溶液中含有鉀離子，反之沒有．
（2）①氨氣與水的反應為：NH₃+H₂O?NH₄⁺+OH^-，肼（N₂H₄）溶于水顯堿性，其原理與氨相似，離子方程式為：N₂H₄+H₂O?NH₂NH₃⁺+OH^-；
故答案為：N₂H₄+H₂O?NH₂NH₃⁺+OH^-；
②一種與N₂H₄電子數相等的綠色氧化劑是H₂O₂，能將油畫表面黑色的PbS氧化成白色的PbSO₄，H₂O₂被還原為H₂O，PbS作還原劑，H₂O₂作氧化劑，使油畫變白、翻新，根據題意及電子守恒、原子守恒，可得反應的化學方程式為：4H₂O₂+PbO₂=PbSO₄+4H₂O，
故答案為：PbS+4H₂O₂═PbSO₄+4H₂O；
（3）86g該化合物爆炸分解會生成標況下N₂ 67.2L和另一種氣體單質H₂，N₂的物質的量為$\frac{67.2L}{22.4L/mol}$=3mol，質量為3mol×28g/mol=84g，則氫氣的質量為86g-84g=2g，物質的量為1mol，氮原子、氫原子的物質的量分別為6mol，2mol，兩者的物質的量之比為3：1，含氮化合物的分子式為HN₃或H₂N₆．其爆炸的化學方程式是2HN₃=3N₂+H₂ 或 H₂N₆=3N₂+H₂．
故答案為：2HN₃=3N₂+H₂ 或 H₂N₆=3N₂+H₂；

點評 本題以信息為材料，考查了學生運用信息解決問題、分析問題的能力，物質的電子式的書寫、物質反應的化學方程式、離子方程式的書寫的知識，涉及知識點較多，難度中等，注意知識的遷移與運用．