水是生命之源,是“永远值得探究的物质”,人类从未停止过对水的研究。

8.(2019江苏苏州中考)水是生命之源,是“永远值得探究的物质”,人类从未停止过对水的研究。
 
(1)1766年,英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”,他所说的“可燃空气”成分是_____(填化学式)。“可燃空气”在纯氧中燃烧生成水,可得出“水是一个结合物而不是简单元素”。
(2)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁,实验示意图如图1所示。上述反应的化学方程式为_____。该反应若生成1g氢气,则理论上铁制枪管应增重_____g。实验发现枪管实际增重比理论数值大,其可能的原因是_____。
(3)1800年,英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气,后人不断研究和改进该实验。现有某同学在水电解器中加入含酚酞的稀Na2SO4溶液,至充满管A和管B(Na2SO4)溶液呈中性且不参与反应)。通直流电一段时间后现象如图2所示。电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中,溶液呈无色。
①下列说法正确的是_____(填字母)。
a.硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和SO42﹣,可增强水的导电性
b.电解过程中化学能转化为电能
c.电极N与电源负极相连
②电解后,管A中生成的微粒有_____(填微粒符号)。
(4)当温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)和临界压强(22.1MPa)时的水称为超临界水。现代研究表明:超临界水能够与氧气以任意比例互溶,由此发展了超临界水氧化技术。550℃时,测得乙醇(C2H6O)的超临界水氧化结果如图3所示。
注:δ(分布分数)表示某物质分子数占所有含碳物质分子总数的比例。
如δ(CO)
图中CO的分布分数先增后降的原因是_____。
答案】H2    3Fe+4H2OFe3O4+4H2    8    枪管外壁部分铁与空气中的氧气反应而增重    ac    O2和H+    在超临界水氧化过程中,乙醇先氧化成CO,CO再氧化成CO2    
解析】水和铁在高温的条件下生成四氧化三铁和氢气,氢气和氧气点燃生成水,水通电生成氢气和氧气。
(1)由“可燃空气”在纯氧中燃烧生成水可知,“可燃空气”是氢气,化学式为
(2)水和铁在高温的条件下生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为。     
设生成1g氢气,理论上铁制枪管应增重的质量为x
     
      

     
实验发现枪管实际增重比理论数值大,其可能的原因是枪管外壁部分铁与空气中的氧气反应而增重。
(3 )①a、水中加入少量的稀Na2SO4溶液以增强水的导电性,故a正确;
b、电解过程中是电能转化为化学能,故b不正确;
c、与电源负极相连的玻璃管内产生的气体是氢气,故c正确。故选ac。
②电解后,管A中生成物质是氧气未来得及转移到B管的氢离子,管A中生成的微粒有:O2和H+。
(4)根据题干和图示所提供的信息可知,图中CO的分布分数先增后降的原因是在超临界水氧化过程中,乙醇先氧化成CO,CO再氧化成CO2。
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