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）______ 3Fe+4CO₂

Answer

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．
【解析】
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+Fe3O43Fe+4CO2或2CO+TiO2Ti+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+Fe3O43Fe+4CO2或2CO+TiO2Ti+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．