Question

天宮一號(hào)（Tiangong-1）是中國(guó)第一個(gè)目標(biāo)飛行器，于2011年9月29日21時(shí)16分3秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，它的發(fā)射標(biāo)志著中國(guó)邁入中國(guó)航天“三步走”戰(zhàn)略的第二步．天宮一號(hào)是由長(zhǎng)征二號(hào)大推力火箭發(fā)射升空的，火箭推進(jìn)劑是成功發(fā)射火箭的重要因素，推進(jìn)劑的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程．
（1）20世紀(jì)前，黑火藥是世界上唯一的火箭用推進(jìn)劑，黑火藥是由硝酸鉀、硫磺、木炭組成，黑火藥爆炸的化學(xué)方程式為2KNO₃+S+3C═K₂S+N₂↑+3CO₂↑．
①寫出K₂S的電子式：

 

；
②某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：取適量黑火藥溶于水，過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)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(chǎn)生大量紅棕色氣體，寫出該反應(yīng)的離子方程式：

 

；
實(shí)驗(yàn)二：取黑火藥爆炸后的殘留固體，加水溶解過(guò)濾，取濾液向其中滴加新制氯水至過(guò)量，一開始溶液變渾濁后又變澄清．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明該澄清溶液中含有Cl^-：

 

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（2）1947年，研制出第二代聚硫橡膠、高氯酸銨、鋁粉復(fù)合推進(jìn)劑．高氯酸銨受撞擊會(huì)引發(fā)劇烈爆炸，其爆炸產(chǎn)物有4種，2種產(chǎn)物是空氣中的主要成分，另一種氣體產(chǎn)物能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
（3）20世紀(jì)60年代，美國(guó)大推力火箭使用的是液體推進(jìn)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(fā)射時(shí)將兩種液體分別注入火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中燃燒．偏二甲肼的系統(tǒng)命名為1，1-二甲基聯(lián)氨，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

 

；
（4）以上的火箭推進(jìn)劑一般都含有氮元素，含氮化合物種類豐富，科學(xué)家從化肥廠生產(chǎn)的硫酸銨中檢出組成為N₄H₄（SO₄）₂的物質(zhì)，該物質(zhì)為易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，遇燒堿會(huì)生成N₄氣體，該反應(yīng)的離子方程式：

 

；另一含氮化合物N₄H₄也是易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，和燒堿反應(yīng)生成能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，而與鹽酸反應(yīng)生成的產(chǎn)物之一具有極強(qiáng)烈的爆炸性，寫出該產(chǎn)物爆炸的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

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Answer 1

分析：（1）①硫化鉀是離子化合物，硫離子和鉀離子形成離子鍵，據(jù)此寫出電子式；
②實(shí)驗(yàn)一、取適量黑火藥溶于水，過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，得到硝酸鉀，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(chǎn)生大量紅棕色氣體，說(shuō)明銅和濃硝酸反應(yīng)生成；
實(shí)驗(yàn)二、取黑火藥爆炸后的殘留固體，加水溶解過(guò)濾，取濾液向其中滴加新制氯水至過(guò)量，一開始溶液變渾濁后又變澄清，說(shuō)明氯氣氧化硫離子為硫單質(zhì)，繼續(xù)氧化為硫酸，檢驗(yàn)氯離子需要先除去硫酸根離子來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（2）高氯酸銨受撞擊會(huì)引發(fā)劇烈爆炸，其爆炸產(chǎn)物有4種，2種產(chǎn)物是空氣中的主要成分為氮?dú)夂脱鯕�，另一種氣體產(chǎn)物能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅說(shuō)明是酸性氣體凈化組成元素可只是氯化氫，依據(jù)原子守恒生成物中有水，原子守恒配平寫出化學(xué)方程式；
（3）依據(jù)偏二甲肼的系統(tǒng)命名為1，1-二甲基聯(lián)氨，根據(jù)烷烴系統(tǒng)命名原則分析寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；
（4）N₄H₄（SO₄）₂的物質(zhì)，該物質(zhì)為易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，遇燒堿會(huì)生成N₄氣體，陽(yáng)離子結(jié)合氫氧根離子生成N₄氣體和水；

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實(shí)驗(yàn)一：取適量黑火藥溶于水，過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，得到硝酸鉀，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(chǎn)生大量紅棕色氣體，說(shuō)明銅和濃硝酸反應(yīng)生成，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-

△   .

Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^- 

△   .

Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
實(shí)驗(yàn)二：取黑火藥爆炸后的殘留固體，加水溶解過(guò)濾，取濾液向其中滴加新制氯水至過(guò)量，一開始溶液變渾濁后又變澄清，說(shuō)明氯氣氧化硫離子為硫單質(zhì)，繼續(xù)氧化為硫酸，檢驗(yàn)氯離子需要先除去硫酸根離子來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，具體步驟為取適量澄清液，加入過(guò)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(xiàn)白色沉淀，證明有Cl；
故答案為：取適量澄清液，加入過(guò)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(xiàn)白色沉淀，證明有Cl；                                    
（2）高氯酸銨受撞擊會(huì)引發(fā)劇烈爆炸，其爆炸產(chǎn)物有4種，2種產(chǎn)物是空氣中的主要成分為氮?dú)夂脱鯕�，另一種氣體產(chǎn)物能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅說(shuō)明是酸性氣體凈化組成元素可只是氯化氫，依據(jù)原子守恒生成物中有水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH₄ClO₄

△   .

2N₂↑+5O₂↑+4HCl↑+6H₂O↑；
故答案為：4NH₄ClO₄

△   .

2N₂↑+5O₂↑+4HCl↑+6H₂O↑；
（3）依據(jù)偏二甲肼的系統(tǒng)命名為1，1-二甲基聯(lián)氨，根據(jù)烷烴系統(tǒng)命名原則分析寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（CH₃）₂NNH₂；
故答案為：（CH₃）₂NNH₂；
（4）N₄H₄（SO₄）₂的物質(zhì)，該物質(zhì)為易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，遇燒堿會(huì)生成N₄氣體，陽(yáng)離子結(jié)合氫氧根離子生成N₄氣體和水反應(yīng)的離子方程式為：N₄H₄⁴⁺+4OH^-=N₄↑+4H₂O；另一含氮化合物N₄H₄也是易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，和燒堿反應(yīng)生成能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣，說(shuō)明N₄H₄中含有NH₄⁺，分析推斷結(jié)構(gòu)應(yīng)為NH₄N₃，而與鹽酸反應(yīng)生成的產(chǎn)物之一具有極強(qiáng)烈的爆炸性，則鈣化合物為HN₃氣體，依據(jù)原子守恒寫出該產(chǎn)物爆炸的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2HN₃

△   .

H₂↑+3N₂↑；
故答案為：N₄H₄⁴⁺+4OH^-=N₄↑+4H₂O；2HN₃

△   .

H₂↑+3N₂↑；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，主要是題干信息的應(yīng)用理解，化學(xué)方程式書寫的方法應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)，掌握審題方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．