Question

新闻资料：我国于2007年10月24日“嫦娥一号”的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．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．
根据以上信息回答下列问题：
（1）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

 

（选填“单质”“元素”“原子”）．
（2）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

 

．
（3）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

 

．
（4）“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

 

．
（5）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）矿物质中的“钛、铁、铀、…”等不是以单质、分子、原子等形式存在，而是指元素，通常用元素及其所占质量（质量分数）来描述．
（2）根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合钛铁矿主要成分的化学式进行解答本题．
（3）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断反应物X的化学式．
（4）①氢气燃烧生成水，写出反应的化学方程式即可．
②液态氢作燃料，燃烧产物是水，据此进行分析解答．
（5）镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，同时放出大量热，写出反应的化学方程式即可．

解答：解：（1）矿物质中的“钛、铁、铀、…”等不是以单质、分子、原子等形式存在，这里所指的“钙、锌、碘”是强调存在的元素，与具体形态无关．
（2）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，氧元素显-2价，则（+3）+（+3）+（-2）×x=0，x=3．
（3）根据反应的化学方程式X+2N₂O₄═3N₂+2CO₂+4H₂O，反应物中氮、氧原子个数分别为4、8，反应后的生成物中氮、碳、氢、氧原子个数分别为6、2、8、8，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个氮原子和8个氢原子构成，则物质X的化学式为N₂H₈．
（4）①氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为：2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O．
②液态氢作燃料，燃烧产物是水，无污染．
（5）镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，同时放出大量热，反应的化学方程式为：2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C．
故答案为：（1）元素；
（2）3；（3）N₂H₈；
（4）①2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O；②产物无污染；
（5）2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C．

点评：本题难度不大，掌握元素的概念、利用化合价的原则计算指定元素的化合价的方法、质量守恒定律、化学方程式的书写等是正确解答本题的关键．