Question

“嫦娥一號”的成功發(fā)射，使全國人民歡欣鼓舞．請同學(xué)們閱讀下列航天技術(shù)中的化學(xué)短文并回答有關(guān)問題．材料一：2007年10月24日19時10分，“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射成功．圖2是中國月球探測工程標志圖案．它以中國書法，抽象地勾勒出一輪圓月，一雙腳印踏在其上，象征著月球探測的終極夢想．整體圖形由一弧兩點巧妙形成古文“月”字，同時代表“繞”、“落”、“回”三步走戰(zhàn)略，此作品中國的意味十足，簡潔而明朗，體現(xiàn)了傳統(tǒng)和現(xiàn)代的完美結(jié)合．

材料二：人類要在月球活居住，首先離不開淡水和氧氣，而月球上既沒有水又沒有空氣．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球的沙土中含有豐富的含氧鈦鐵礦，成分為TiO₂、Fe₂O₃的混合物，將這些礦石利用CO來還原提煉單質(zhì)鈦和鐵，若用氫氣還原，可以得到淡水．將這些礦石通電，還可以從中分離出氧氣．
①月球土壤中存在天然的鐵、金、銀、鉛等多種金屬礦物顆粒．若從鐵、金Au、銀、鉛Pb混合金屬中回收某些金屬，將混合金屬放入足量的鹽酸中充分反應(yīng)，然后過濾，剩余的固體中可能回收得到的金屬組合是______
A、Fe、Pb　　B、Au、Fe　　C、Ag、Au　D、Pb、Ag
②據(jù)科學(xué)家預(yù)測，月球的土壤中吸附著百萬噸的氦（He-3），其原子核中質(zhì)子數(shù)為2、中子數(shù)為1，每百噸氦（He-3）核聚變所釋放的能量相當于目前人類一年消耗的能量．下列關(guān)于氦（He-3）元素的說法正確的是______
A、原子核外電子數(shù)為3　 B、相對原子質(zhì)量為2
C、原子結(jié)構(gòu)示意圖為D、原子結(jié)構(gòu)示意圖為
③“嫦娥一號”發(fā)射的火箭推進器中裝有液態(tài)肼（用A表示）和過氧化氫（H₂O₂），它們混合時的反應(yīng)方程式為：2H₂O₂+A═N₂+4H₂O，則肼（A）的化學(xué)式為______
A、N₂H₂　　　　B、N₂H₄O₂　　C、NH₂D、N₂H₄
④從鐵生銹條件來分析，月球上鐵制品______（填“易”或“不易”）生銹，原因是：______．
⑤現(xiàn)利用CO來還原TiO₂、Fe₂O₃的混合物提煉單質(zhì)鈦和鐵，裝置如圖2所示，試回答：
（1）寫出A中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式（任意一個）______．
（2）用CO還原鈦鐵礦，生成鈦和鐵的混合物，主用簡單的物理方法將兩種物質(zhì)分開______．
（3）就實驗操作順序的問題兩位同學(xué)出現(xiàn)了分歧．小月認為先通一段時間CO排空，然后再點燃C和A中的酒精燈，小亮認為這樣做不好，他的理由是______；
小亮認為先點燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，小月又提出反對，她的理由是______．老師認為他們的反對意見都有一定道理．請你幫助這兩位同學(xué)解決他們的困難，你的辦法是______．

Answer 1

解：①由金屬活動性順序可知，題目中鐵、金Au、銀、鉛Pb的活動性為：Fe＞Pb＞（H）＞Ag＞Au；故從鐵、金Au、銀、鉛Pb混合金屬中回收某些金屬，將混合金屬放入足量的鹽酸中充分反應(yīng)，然后過濾，剩余的固體中可能回收得到的金屬組合是Ag、Au；
②液態(tài)肼（用A表示）和過氧化氫（H₂O₂），混合時的反應(yīng)方程式為：2H₂O₂+A═N₂+4H₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒、原子個數(shù)不變，則肼（A）的化學(xué)式為N₂H₄；
③He-3的核外有2個電子，相對原子質(zhì)量為3，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，不屬于金屬元素；
④因為月球上無氧氣，所以從鐵生銹條件來分析，月球上鐵制品不易生銹；
⑤（1）由題意“利用CO來還原TiO2、Fe2O3的混合物提煉單質(zhì)鈦和鐵”，可知反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，故化學(xué)方程式分別為：4CO+Fe₃O₄3Fe+4CO₂或2CO+TiO₂Ti+2CO₂；
（2）用CO還原鈦鐵礦，生成鈦和鐵的混合物，主用簡單的物理方法將兩種物質(zhì)分開：用磁鐵吸引鐵粉；
（3）此題主要考慮：一氧化碳的毒性，對環(huán)境的污染性；一氧化碳的可燃性，如果不純，點燃可能會爆炸．故小亮認為這樣做不好，他的理由CO有劇毒，對空氣有污染；小亮認為先點燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，小月又提出反對，她的理由是CO與容器內(nèi)空氣混合，點燃后可能會發(fā)生爆炸；正確的方法是：先通一段時間氮氣，排盡玻璃管內(nèi)空氣，然后再點燃酒精燈．
故答案為：①C②D③D④不易 月球上既沒有水又沒有空氣
⑤（1）4CO+Fe₃O₄3Fe+4CO₂或2CO+TiO₂Ti+2CO₂
（2）用磁鐵吸引鐵粉
（3）CO有劇毒，對空氣有污染；CO與容器內(nèi)空氣混合，點燃后可能會發(fā)生爆炸；
先通一段時間氮氣，排盡玻璃管內(nèi)空氣，然后再點燃酒精燈．
分析：①由金屬活動性順序可知：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，則可得知：Fe＞Pb＞（H）＞Ag＞Au；故可知不與稀鹽酸反應(yīng)的金屬．
②根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒、原子個數(shù)不變，可知肼（A）的化學(xué)式；
③He-3的核外有2個電子，相對原子質(zhì)量為3，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，不屬于金屬元素；
④從鐵生銹條件來分析：水分、氧氣（或空氣）；
⑤（1）利用“類比、遷移”的方法：一氧化碳與TiO₂、Fe₂O₃分別反應(yīng)，生成單質(zhì)鈦和鐵；
（2）用CO還原鈦鐵礦，生成鈦和鐵的混合物，用簡單的物理方法將兩種物質(zhì)分開：考慮磁鐵吸鐵性質(zhì)；
（3）此題主要考慮：一氧化碳的毒性，對環(huán)境的污染性；一氧化碳的可燃性，如果不純，點燃可能會爆炸．
點評：由于一氧化碳既具有可燃性能與空氣混合時點燃可能出現(xiàn)爆炸且有毒直接排放會造成污染，在使用一氧化碳氣體時，要充分注意到這兩個方面．