Question

“嫦娥一号”的成功发射，使全国人民欢欣鼓舞．请同学们阅读下列航天技术中的化学短文并回答有关问题．材料一：2007年10月24日19时10分，“嫦娥一号”卫星发射成功．图2是中国月球探测工程标志图案．它以中国书法，抽象地勾勒出一轮圆月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想．整体图形由一弧两点巧妙形成古文“月”字，同时代表“绕”、“落”、“回”三步走战略，此作品中国的意味十足，简洁而明朗，体现了传统和现代的完美结合．

材料二：人类要在月球活居住，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，将这些矿石利用CO来还原提炼单质钛和铁，若用氢气还原，可以得到淡水．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、铅等多种金属矿物颗粒．若从铁、金Au、银、铅Pb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，剩余的固体中可能回收得到的金属组合是

 

A、Fe、Pb    B、Au、Fe    C、Ag、Au  D、Pb、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、NH₂D、N₂H₄
④从铁生锈条件来分析，月球上铁制品

 

（填“易”或“不易”）生锈，原因是：

 

．
⑤现利用CO来还原TiO₂、Fe₂O₃的混合物提炼单质钛和铁，装置如图2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，主用简单的物理方法将两种物质分开

 

．
（3）就实验操作顺序的问题两位同学出现了分歧．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

 

；
小亮认为先点燃C和A中的酒精灯，然后再通CO，小月又提出反对，她的理由是

 

．老师认为他们的反对意见都有一定道理．请你帮助这两位同学解决他们的困难，你的办法是

 

．

Answer 1

分析：①由金属活动性顺序可知：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，则可得知：Fe＞Pb＞（H）＞Ag＞Au；故可知不与稀盐酸反应的金属．
②根据质量守恒定律的元素守恒、原子个数不变，可知肼（A）的化学式；
③He-3的核外有2个电子，相对原子质量为3，原子结构示意图为，不属于金属元素；
④从铁生锈条件来分析：水分、氧气（或空气）；
⑤（1）利用“类比、迁移”的方法：一氧化碳与TiO₂、Fe₂O₃分别反应，生成单质钛和铁；
（2）用CO还原钛铁矿，生成钛和铁的混合物，用简单的物理方法将两种物质分开：考虑磁铁吸铁性质；
（3）此题主要考虑：一氧化碳的毒性，对环境的污染性；一氧化碳的可燃性，如果不纯，点燃可能会爆炸．

解答：解：①由金属活动性顺序可知，题目中铁、金Au、银、铅Pb的活动性为：Fe＞Pb＞（H）＞Ag＞Au；故从铁、金Au、银、铅Pb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，剩余的固体中可能回收得到的金属组合是Ag、Au；
②液态肼（用A表示）和过氧化氢（H₂O₂），混合时的反应方程式为：2H₂O₂+A═N₂+4H₂O，根据质量守恒定律的元素守恒、原子个数不变，则肼（A）的化学式为N₂H₄；
③He-3的核外有2个电子，相对原子质量为3，原子结构示意图为，不属于金属元素；
④因为月球上无氧气，所以从铁生锈条件来分析，月球上铁制品不易生锈；
⑤（1）由题意“利用CO来还原TiO2、Fe2O3的混合物提炼单质钛和铁”，可知反应物、生成物、反应条件，故化学方程式分别为：4CO+Fe₃O₄

高温  .

3Fe+4CO₂或2CO+TiO₂

高温  .

Ti+2CO₂；
（2）用CO还原钛铁矿，生成钛和铁的混合物，主用简单的物理方法将两种物质分开：用磁铁吸引铁粉；
（3）此题主要考虑：一氧化碳的毒性，对环境的污染性；一氧化碳的可燃性，如果不纯，点燃可能会爆炸．故小亮认为这样做不好，他的理由CO有剧毒，对空气有污染；小亮认为先点燃C和A中的酒精灯，然后再通CO，小月又提出反对，她的理由是CO与容器内空气混合，点燃后可能会发生爆炸；正确的方法是：先通一段时间氮气，排尽玻璃管内空气，然后再点燃酒精灯．
故答案为：①C②D③D④不易  月球上既没有水又没有空气
⑤（1）4CO+Fe₃O₄

高温  .

3Fe+4CO₂或2CO+TiO₂

高温  .

Ti+2CO₂
（2）用磁铁吸引铁粉
（3）CO有剧毒，对空气有污染；CO与容器内空气混合，点燃后可能会发生爆炸；
先通一段时间氮气，排尽玻璃管内空气，然后再点燃酒精灯．

点评：由于一氧化碳既具有可燃性能与空气混合时点燃可能出现爆炸且有毒直接排放会造成污染，在使用一氧化碳气体时，要充分注意到这两个方面．