Question

【题目】材料：人类要在月球居住，首先离不开淡水和氧气，而月球上既没有水又没有空气．科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿，成分为TiO2、Fe2O3的混合物，若将这些矿石利用CO来还原可以提炼单质钛和铁，若用氢气还原，可以得到淡水．若将这些矿石通电，还可以从中分离出氧气．

(1)月球土壤中存在天然的铁、金、银、等多种金属矿物颗粒．若从铁、金(Au)、银混合金属中回收某些金属，将混合金属放入足量的盐酸中充分反应，然后过滤，剩余的固体中可以回收得到的金属组合是___。

A.Fe B.Au、Fe C.Ag、Au D.Fe、Ag

(2)据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(He-3)，其原子核中质子数为2、中子数为1，每百吨氦(He-3)核聚变所释放的能量相当于目前人类一年消耗的能量．下列关于氦(He-3)元素的说法正确的是__。

A.原子核外电子数为3 B.相对原子质量为2

C.原子结构示意图为 D.原子结构示意图为

(3)“嫦娥一号”发射的火箭推进器中装有液态肼（用A表示）和过氧化氢(H2O2)，它们混合时的反应方程式为：2H2O2+A=N2+4H2O，则肼(A)的化学式为________

A.N2H2 B.N2H4O2 C.NH2 D.N2H4

(4)现利用CO来还原TiO2、Fe2O3的混合物提炼单质钛和铁，装置如图所示，试回答：

①写出A中发生反应化学方程式（任意一个）________．

②用CO还原钛铁矿，生成钛和铁的混合物，可用什么简单的物理方法将两种物质分开______．

③就操作顺序问题两位同学出现了分歧．小亮认为先点燃C和A中的酒精灯，然后再通CO，小月提出反对，她的理由是________．

(5)在学习了金属的性质后，化学实验小组同学对“21世纪的重要金属材料钛和钛合金”产生了兴趣，他们进行了如下探究，并请你一同参与．

查阅资料：

A．钛的硬度与钢铁差不多，而它的质量只有同体积钢铁的一半，钛的密度虽然比铝稍大一点，可它的硬度却比铝大两倍．

B．钛属于化学性质比较活泼的金属，但在常温下钛的抗腐蚀性很强．即使把钛放在海水中数年，取出后仍光亮如初．

C．钛合金与人体具有很好的“相容性”，在人体内能抵抗分泌物的腐蚀且无毒．

活动与探究：

①钛与铁的金属活动性哪一种强？

（提出假设）：________．

（设计实验）：________．

若钛的活动性比铁强，以上实验出现的现象是：________．

②钛是比较活泼的金属，为什么耐腐蚀性却很强？可能的原因是：________．

③若要比较铝片和钛片的硬度，你的方法是：________．

思考与应用：“物质的性质在一定程度上决定着它的用途”请你根据资料C判断钛的用途：________．

(6)若冶炼2310t含杂质3%的生铁，需要含Fe2O376%的上述含氧钛铁矿的质量是多少________？（请写出计算过程，保留一位小数）

Answer 1

【答案】C DD2CO+TiO2 Ti+2CO2（或3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe）用磁铁吸引CO与玻璃管内空气混合加热可能爆炸钛的金属活动性比铁强把钛放入硫酸亚铁溶液中观察钛表面生成黑色物质，溶液由浅绿色变为无色常温下钛与空气中氧气反应生成一层致密的氧化膜相互刻画作人造骨4211.8吨

【解析】

(1)由金属活动性顺序可知，题目中铁、金、银的活动性为：Fe＞（H）＞Ag＞Au；若将混合金属放入足量的盐酸中充分反应，然后过滤，剩余的固体中可以回收得到的金属组合是Ag、Au；

(2)A、因为He-3原子核内含有2个质子，带两个单位正电荷，由核外电子数=核内质子数可得，核外电子数应为2，故A错误；B、因为其相对原子质量≈质子数+中子数=1+2=3；故B错误；C、核内质子数为2的He元素的原子结构示意图圆圈中质子数的数值应为2，故C错误；D、原子结构为核内2个质子，核外2个电子，该结构示意图符合该特点且核外电子排布正确，故D正确；

(3)由反应2H2O2+A═N2+4H2O可知，反应后有氢原子：8个，氧原子：4个，氮原子：2个，由质量守恒定律反应前后原子的种类及数目可推出：A中有氢原子个数为：8-4=4个，氮原子个数为：2-0=2个，故A的化学式应为：N2H4；

(4)①在加热的条件下，一氧化碳能将二氧化钛、氧化铁还原为钛、铁，反应的方程式是：2CO+TiO2Ti+2CO2；②由于铁能被磁铁吸附，所以可用磁铁吸附将生成的钛和铁分开；

③在一氧化碳还原氧化物时，小月认为先通一段时间CO排空，然后再点燃C和A中的酒精灯，小亮认为这样做不好，他的理由是：会有CO扩散到空气中造成空气污染；

(5)①比较钛与铁的金属活动性哪一种强，可以假设钛比铁强，根据排在前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来设计实验，并推测反应现象，所以：

提出假设：钛的金属活动性比铁强；

设计实验：把钛放入硫酸亚铁溶液中观察；

若钛的活动性比铁强，以上实验出现的现象是：钛表面生成黑色物质，溶液由浅绿色变为无色；

②钛是比较活泼的金属，耐腐蚀性却很强的原因可能是钛的表面易形成致密的氧化物保护膜；③若要比较铝片和钛片的硬度，方法是：相互刻；

“物质的性质在一定程度上决定着它的用途”，钛具有“亲生物”性，在人体内能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，可以制人造骨； 密度小，硬度大，可以用于飞机、飞船等航空工具；

(6)设需含氧化铁76%的上述含氧钛铁矿的质量为x，