Question

【題目】水是生命之源，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”，人類從未停止過對(duì)水的研究。

（1） 1766 年，英國(guó)科學(xué)家卡文迪許用鋅和稀硫酸制得“可燃空氣”，化學(xué)方程式為: __________________________。他將“可燃空氣”在純氧中燃燒生成了水，因受當(dāng)時(shí)錯(cuò)誤觀念的束縛，他沒有揭示出水不是一種元素。

（2） 1785 年，法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫做了一個(gè)相反的實(shí)驗(yàn):將水蒸氣通過紅熱的鐵制槍管將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時(shí)生成四氧化三鐵，實(shí)驗(yàn)如圖1所示。他得出結(jié)論:水不是一種元素，而是氫和氧的化合物，并且正式命名了“氫”元素。

①拉瓦錫實(shí)驗(yàn)的化學(xué)方程式為___________________________；

②該反應(yīng)若生成1g氫氣，則理論上鐵制槍管應(yīng)增重__________________________g。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)槍管實(shí)際增重比理論數(shù)值大，其可能的原因是___________________________。

③圖1中，多功能瓶里水的作用是___________________________；

（3）1800 年，英國(guó)科學(xué)家尼科爾森通過電解水得到氫氣和氧氣，后人不斷研究和改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)有某同學(xué)在水電解器中加入極稀的硫酸鈉溶液，至充滿管A和管B （ 硫酸鈉不參與反應(yīng)）。通直流電一段時(shí)間后現(xiàn)象如圖2所示，回答下列問題:

①硫酸鈉在水中形成自由移動(dòng)的Na+和______________________ （用“離子符號(hào)”表示），可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。

②電極_______________________（選填“M”或“N”）與電源的負(fù)極相連;

③寫出水電解的化學(xué)方程式為_______________________；

（4）超過臨界溫度（374.2°C）和臨界壓強(qiáng)（22.1MPa ）時(shí)的水被稱為超臨界水�，F(xiàn)代研究表明:超臨界水能夠與氧氣以任意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)。550°C時(shí)，測(cè)得乙醇（C2H5OH） 的超臨界水氧化結(jié)果如圖3所示。

注:

圖3中CO的分布分?jǐn)?shù)先增后降的原因是_______________________。

Answer 1

【答案】 8 原因是槍管外壁部分的鐵高溫下與空氣中的氧氣反應(yīng)而增重（ 或其他合理答案） 冷凝水蒸氣 SO42- N 在超臨界水氧化過程中，乙醇先被氧化成CO, CO再被氧化成CO2。（或其他合理答案）

【解析】

（1）鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，化學(xué)方程式是；

故填：。

（2）①拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)是鐵與水在高溫的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式是

故填：。

②設(shè)生成1g氫氣，需要水的質(zhì)量是x

X=9g

槍管增重的質(zhì)量=9g-1g=8g

槍管實(shí)際增重比理論數(shù)值大，其可能的原因是槍管外壁部分的鐵高溫下與空氣中的氧氣反應(yīng)而增重（合理即可）；

故填：8g 槍管外壁部分的鐵高溫下與空氣中的氧氣反應(yīng)而增重（合理即可）。

③圖1中，多功能瓶里水的作用是使通過鐵制槍管的水蒸氣液化；

故填：冷凝水蒸氣。

（3）①硫酸鈉在水中形成自由移動(dòng)的Na+和SO42-，Na+和SO42-在水中可以自由移動(dòng)，增強(qiáng)水的導(dǎo)電性；

故填：SO42-。

②管A中的氣體少，是氧氣，電極M與電源的正極相連，管B里的氣體多，是氫氣，電極N與電源的負(fù)極相連；

故填：N。

③水電解是水在通電的條件下反應(yīng)生成氫氣和氧氣，化學(xué)方程式是；

故填：。

（4）圖中CO的分布分?jǐn)?shù)先增后降的原因是在超臨界水氧化過程中，乙醇先被氧化成CO, CO再被氧化成CO2，故CO的分布分?jǐn)?shù)先增后降；

故填：在超臨界水氧化過程中，乙醇先被氧化成CO，CO再被氧化成CO2（合理即可）。