Question

黑火藥是我國古代科技四大發(fā)明之一，在化學史上占有重要地位．黑火藥主要是硝酸鉀、硫磺、木炭三者粉末的混合物，在點燃條件下，具體化學反應式主要為：KNO₃+S+C→N₂↑+CO₂↑+K₂S．
（1）對黑火藥燃燒的反應，下列敘述正確的是

 

（填字母）．
A．黑火藥的焓比生成物的焓大
B．黑火藥燃燒后，物質的化學能降低，化學能轉變?yōu)闊崮�、光能�?br />C．該反應為自發(fā)反應，因為反應的△H＜0，△S＞0
D．該反應不是自發(fā)反應，因為反應必須在點燃條件下發(fā)生
（2）黑火藥燃燒后的固體殘留物中，除了K₂S外，還有少許的K₂CO₃、K₂SO₄和未燃燒的炭末．請設計一個簡單的實驗證明，黑火藥燃燒的固體產物中存在K₂CO₃和K₂SO₄，并按下表格式完成實驗操作步驟、預期現象與結論．

實驗操作	預期現象和結論
步驟1：取黑火藥燃燒后的固體殘留物于燒杯中，加適量水溶解，過濾	得無色澄清溶液
步驟2：
步驟3：
步驟4：

（3）硝酸鉀與木炭混合點燃，即可見到焰火．試綜合上述有關信息，推斷硝酸鉀與木炭反應生成的產物為

 

．

Answer 1

分析：（1）黑火藥點燃時發(fā)生爆炸，為放熱反應，固體生成氣體，則熵值增加；
（2）K₂CO₃、K₂SO₄都溶于水，可利用焰色反應檢驗K元素，加入氯化鋇生成沉淀，溶沉淀部分溶解，且有無色無味氣體生成，證明溶液中含有K₂CO₃和K₂SO₄；
（3）硝酸鉀與木炭混合點燃，即可見到焰火，說明有氣體生成，為N₂和CO₂．

解答：解：（1）A．黑火藥點燃時發(fā)生爆炸，為放熱反應，則黑火藥的焓比生成物的焓大，故A正確；
B．黑火藥燃燒時發(fā)生爆炸，為放熱反應，則物質的化學能降低，化學能轉變?yōu)闊崮堋⒐饽艿�，故B正確；
C．為放熱反應，固體生成氣體，則熵值增加，該反應能自發(fā)反應，故B正確；
D．反應能否自發(fā)進行與是否在點燃條件下發(fā)生發(fā)生無關，故D錯誤．
故答案為：ABC；
（2）K₂CO₃、K₂SO₄都溶于水，可利用焰色反應檢驗K元素，加入氯化鋇生成沉淀，溶沉淀部分溶解，且有無色無味氣體生成，證明溶液中含有K₂CO₃和K₂SO₄，
步驟2：用潔凈的鉑絲蘸取濾液，將鉑絲放在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃片觀察火焰顏色，火焰呈紫色，則證明含K⁺；
步驟3：另取濾液于試管A中，向試管A中滴加過量的BaCl₂溶液，充分振蕩后靜置，過濾，可觀察到有白色沉淀生成；
步驟4：向步驟3所得的沉淀中加入過量的稀鹽酸，白色沉淀部分溶解，有無色無味氣體生成，證明溶液中含有K₂CO₃和K₂SO₄．
故答案為：

實驗操作	預期現象和結論
步驟1：取黑火藥燃燒后的固體殘留物于燒杯中，加適量水溶解，過濾	得無色澄清溶液
步驟2：用潔凈的鉑絲蘸取濾液，將鉑絲放在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃片觀察火焰顏色	火焰呈紫色，則證明含K+
步驟3：另取濾液于試管A中，向試管A中滴加過量的BaCl2溶液，充分振蕩后靜置，過濾	有白色沉淀生成
步驟4：向步驟3所得的沉淀中加入過量的稀鹽酸	白色沉淀部分溶解，有無色無味氣體生成，證明溶液中含有K2CO3和K2SO4

（3）硝酸鉀與木炭混合點燃，即可見到焰火，說明有氣體生成，為N₂和CO₂，同時生成K₂CO₃，故答案為：K₂CO₃、N₂、CO₂．

點評：本題考查物質的性質實驗設計以及物質的組成的實驗檢驗，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握實驗的嚴密性以及物質的性質，難度中等．