Question

（13分）近年來我國的航天事業(yè)取得了巨大的成就，在航天發(fā)射時，常用肼（N2H4）及其衍生物作火箭推進劑。

（1）液態(tài)肼作火箭燃料時，與液態(tài)N2O4混合發(fā)生氧化還原反應(yīng)，已知每克肼充分反應(yīng)后生成氮氣和氣態(tài)水放出熱量為a KJ，試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 ；

（2）在實驗室中，用N2H4·H2O與NaOH顆粒一起蒸餾，收集114～116℃的餾分即為無水肼。在蒸餾過程中需要的儀器有酒精燈、錐形瓶、冷凝管、牛角管（接液管）、蒸餾燒瓶，除上述必需的儀器外，還缺少的玻璃儀器是 ；

（3）肼能使鍋爐內(nèi)壁的鐵銹（主要成分Fe2O3）變成磁性氧化鐵（Fe3O4）層，可減緩鍋爐銹蝕。若反應(yīng)過程中肼轉(zhuǎn)化為氮氣，則每生成1molFe3O4，需要消耗肼的質(zhì)量為 g。

（4）磁性氧化鐵（Fe3O4）的組成可寫成FeO·Fe2O3。某化學(xué)實驗小組通過實驗來探究一黑色粉末是否由Fe3O4、CuO組成（不含有其它黑色物質(zhì)）。探究過程如下：

提出假設(shè)：假設(shè)1. 黑色粉末是CuO； 假設(shè)2. 黑色粉末是Fe3O4；

假設(shè)3. 。

設(shè)計探究實驗：

取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN試劑。

①若溶液顯藍色，則假設(shè)1成立。

②若所得溶液顯血紅色，則假設(shè) 成立。

③為進一步探究，繼續(xù)向②所得溶液加入足量鐵粉，若有紅色固體析出的現(xiàn)象，則假設(shè)3成立。

有另一小組同學(xué)提出，若混合物中CuO含量較少，可能加入鐵粉后實驗現(xiàn)象不明顯。

查閱資料：Cu2+與足量氨水反應(yīng)生成深藍色溶液，Cu2+＋4NH3·H2O＝Cu（NH3）42+＋4H2O。

④為探究是假設(shè)2還是假設(shè)3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假設(shè)2成立，則產(chǎn)生 現(xiàn)象；若假設(shè)3成立，則產(chǎn)生紅褐色沉淀，同時溶液呈深藍色。

 

Answer 1

（1）N2O4(l)＋2N2H4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH1＝－64a kJ·mol－1 ； （2）溫度計 （3）8g

（4）黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物 2或3 紅褐色沉淀

【解析】

試題分析：（1）N2O4（l）+2N2H4（l）=3N2（g）+4H2O（g）    Q

                    1g                            aKJ

                      64g                           64aKJ

所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2O4（l）+2N2H4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H1=-64a kJ?mol-1；

（2）蒸餾實驗用到的儀器有：酒精燈，蒸餾燒瓶，溫度計，冷凝器，長導(dǎo)管，牛角管，燒杯，除上述必需的儀器外，還缺少的玻璃儀器是溫度計；

（3）因Fe3O4可以寫成FeO?Fe2O3，可知1個Fe3O4中有2個鐵為+3價，1個鐵為+2價，所以由Fe2O3形成一個Fe3O4得到1個電子，則每生成1mol Fe3O4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol；因由Fe2O3形成一個Fe3O4得到1個電子，1個N2H4（肼）轉(zhuǎn)變成N2得到4個電子，根據(jù)電子得失守恒：n（Fe3O4）×1=n（N2H4）×4，所以n（N2H4）=0.25mol，則m（N2H4）=0.25mol×32g/mol=8g；

（4）該物質(zhì)是黑色固體，也可能既含有CuO又含有Fe3O4黑色粉末，是CuO和Fe3O4的混合物；故答案為：黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物；

②三價鐵離子與KSCN試劑絡(luò)合成紅色絡(luò)合物，所以如果所得溶液顯血紅色，證明加入硫酸后生成了三價鐵離子，說明黑色物質(zhì)中含有Fe3O4，所以假設(shè)2或3都有可能，故答案為：2或3；

④如果假設(shè)2成立，則加入硫酸后得到的溶液中含有三價鐵離子，加入氨水后生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；如果假設(shè)3成立則加入硫酸后溶液中既含有三價鐵離子還含有銅離子，加入足量氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；銅離子與氨水發(fā)生反應(yīng)Cu2++4NH3?H2O═Cu（NH3）42++4H2O，溶液變?yōu)樯钏{色。

考點：考查熱化學(xué)方程式的書寫、蒸餾實驗用到的儀器、氧化還原反應(yīng)規(guī)律、物質(zhì)成分探究實驗等