Question

天宫一号（Tiangong-1）是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步。天宫一号是由长征二号大推力火箭发射升空的，火箭推进剂是成功发射火箭的重要因素，推进剂的发展经历了一个漫长的过程。

   （1）20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭用推进剂，黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成，黑火药爆炸的化学方程式为2KNO₃+ S + 3C == K₂S + N₂ ↑+ 3CO₂ ↑。

    ① 写出K₂S的电子式：      ；

    ② 某化学兴趣小组进行了如下实验：

    实验一：取适量黑火药溶于水，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却后慢慢加入浓硫酸，将混合液置于试管中并放入铜片，产生大量红棕色气体，写出该反应的离子方程式：

                         ；

    实验二：取黑火药爆炸后的残留固体，加水溶解过滤，取滤液向其中滴加新制氯水至过量，一开始溶液变浑浊后又变澄清。请设计实验方案证明该澄清溶液中含有Cl^-：      ；

    （2） 1947年，研制出第二代聚硫橡胶、高氯酸铵、铝粉复合推进剂。高氯酸铵受撞击会引发剧烈爆炸，其爆炸产物有4种，2种产物是空气中的主要成分，另一种气体产物能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，写出该反应的化学方程式：      ；

    （3）20世纪60年代，美国大推力火箭使用的是液体推进剂，常用的氧化剂有双氧水、四氧化二氮、液氧；可燃物有肼(N₂H₄)、一甲肼、偏二甲肼、液氢等。火箭发射时将两种液体分别注入火箭发动机的燃烧室中燃烧。偏二甲肼的系统命名为1,1-二甲基联氨，它的结构简式为      ；

（4）以上的火箭推进剂一般都含有氮元素，含氮化合物种类丰富，科学家从化肥厂生产的硫酸铵中检出组成为N₄H₄(SO₄)₂的物质，该物质为易溶于水的强电解质，遇烧碱会生成N₄气体，该反应的离子方程式：      ；另一含氮化合物N₄H₄也是易溶于水的强电解质，和烧碱反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，而与盐酸反应生成的产物之一具有极强烈的爆炸性，写出该产物爆炸的化学反应方程式：      。

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）①；（1分）

②实验一： Cu+4H⁺+2NO₃^—   Cu²⁺+2NO₂ ↑+2H₂O  （2分）

实验二：取适量澄清液，加入过量的硝酸钡溶液，静置，取上层清液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若出现白色沉淀，证明有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】