Question

新闻资料：“嫦娥一号”成功发射是我国迈出地球的第一步，是中国航天事业发展的又一重大里程碑．新短短50多年就走完了工业化国家一二百年的路程．从一根铁钉、一盏油灯、一盒火柴都需要进口，到卫星频频升空、“奔月”工程一步步实现，跨时代的跨跃，超想象的巨变，每个中国人无不为此自豪!
月球作为地球的卫星被专家视为地球的“后院”和“第八大洲”，有着可以为人类利用的丰富资源．现有科学探索发现，月球上蕴藏着丰富的钛、铁、铀、钍、稀土、镁、磷、硅、钠、钾、镍、铬、锰等矿产，其中钛铁矿（FeTiOx），不仅是生产金属铁、钛的原料，这所含的氧还是未来月球基地生活用水和生产用水的重要来源．月球的土壤和岩石中蕴藏着丰富的“氦-3”燃料，“氦-3”是一种高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料．在地球矿产资源面临耗尽、石油枯竭迟早到来的情况下，载人航天登上月球，可以使之成为人类探测宇宙的前哨，对解决人类持续发展即将面临的难题具有重大意义．
设计问题：根据以上信息回答下列问题：
（1）我国于2007年10月24日成功发射的“嫦娥一号”将对月球进行全球性、整体性和综合性探测，月球上蕴藏着丰富的钛、铁、铀、钍、稀土、镁、磷、硅、钠、钾、镍、铬、锰等矿产，这里的钛、铁、铀…指的是

 

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（2）月球上的“氦-3”蕴藏量巨大，探月的目的之一是获取核聚变燃料----氦-3，以解决地球能源危机．氦-3原子核里有2个质子，1个中子，相对原子质量为3，下列表示氦-3原子的结构示意图中正确的是（　　）

（3）月岩中钛铁矿主要成分的化学式为FeTiOx，其中铁元素和钛元素的化合价均显+3价．则x为

 

．
（4）发射“嫦娥一号”的长三甲火箭燃料是偏二甲肼（X），氧化剂是四氧化二氮（N₂O₄），燃烧的化学方程式为：X+2N₂O₄=3N₂+2CO₂+4H₂O，X的化学式为

 

．
（5）“嫦娥一号”所用的燃料是液态氢，助燃剂是液态氧，燃烧时产生巨大和推动力将“嫦娥”送上了太空．
①、写出氢气燃烧的反应化学方程式

 

；
②、液态氢作燃料除了燃烧时产生较大的推动力外，另一个优点是

 

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（6）月球岩层中含有较丰富的镁资源．请用化学方程式解释下列设想：
利用镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，同时放出大量热，以解决人类在月球上生存的燃料问题：

 

．

Answer 1

分析：（1）根据可用元素的概念描述物质的组成，判断月球上矿藏富含的组成元素；
（2）根据氦-3原子核里有2个质子，氦-3原子核外电子数也为2，据此判断氦-3原子的结构示意图；
（3）根据化合物中各元素化合价代数和为0，利用化合物的化学式及各元素的化合价，计算其中氧原子个数x的值；
（4）根据化学变化前后原子种类、个数不变，利用反应的化学方程式，推断物质X的化学式；
（5）①根据氢气的化学性质，写出氢气燃烧的化学方程式；
②根据氢气燃烧的特点，说出利用氢气做燃料的优点；
（6）利用对镁在二氧化碳燃烧的介绍，根据化学方程式的书写方法，写出该反应的化学方程式．

解答：解：（1）月球上蕴藏着丰富的含钛等元素的矿物；
（2）根据氦-3原子核里有2个质子、核外电子数也为2，可判断图D的结构示意图为表示氦-3原子的结构示意图；
（3）由化合物的化学式为FeTiOx，其中铁元素和钛元素的化合价均显+3价，氧为-2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0，则有（+3）+（+3）+（-2）×x=0，解之得x=3；
（4）由反应的化学方程式X+2N₂O₄═3N₂+2CO₂+4H₂O，反应后3N₂、2CO₂、4H₂O中含有N、C、O、H原子的个数分别为6、2、8、8，而反应前的2N₂O₄中仅含N、O两种原子且原子个数分别为4、8，根据化学变化前后原子种类、个数不变，可知反应物X的分子由2个N原子、2个C原子、8个H原子构成，则物质X的化学式为C₂H₈N₂；
（5）①氢气可以在氧气中燃烧生成水，反应的化学方程式为2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O；
②由于氢气燃烧只生成水，因此，使用氢气做燃料的优点无污染；
（6）根据镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，该反应的化学方程式可表示为2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C；
故答案为：（1）元素；（2）D；（3）3；（4）C₂H₈N₂；（5）①2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O；②无污染；（6）2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C．

点评：本题解答时涉及元素的使用、原子的构成、化合价代数和的计算、利用反应化学方程式推断物质的化学、化学方程式的书写等基础知识与技能．