材料:人類要在月球居住,首先離不開淡水和氧氣,而月球上既沒有水又沒有空氣.科學家發(fā)現(xiàn)月球的沙土中含有豐富的含氧鈦鐵礦,成分為TiO
2、Fe
2O
3的混合物,若將這些礦石利用CO來還原可以提煉單質鈦和鐵,若用氫氣還原,可以得到淡水.若將這些礦石通電,還可以從中分離出氧氣.
(1)月球土壤中存在天然的鐵、金、銀、等多種金屬礦物顆粒.若從鐵、金(Au)、銀混合金屬中回收某些金屬,將混合金屬放入足量的鹽酸中充分反應,然后過濾,剩余的固體中可以回收得到的金屬組合是
C
C
A.Fe B.Au、Fe C.Ag、Au D.Fe、Ag
(2)據(jù)科學家預測,月球的土壤中吸附著百萬噸的氦(He-3),其原子核中質子數(shù)為2、中子數(shù)為1,每百噸氦(He-3)核聚變所釋放的能量相當于目前人類一年消耗的能量.下列關于氦(He-3)元素的說法正確的是
D
D
A.原子核外電子數(shù)為3 B.相對原子質量為2
C.原子結構示意圖為
D.原子結構示意圖為
(3)“嫦娥一號”發(fā)射的火箭推進器中裝有液態(tài)肼(用A表示)和過氧化氫(H
2O
2),它們混合時的反應方程式為:2H
2O
2+A═N
2+4H
2O,則肼(A)的化學式為
D
D
A.N
2H
2 B.N
2H
4O
2 C.NH
2 D.N
2H
4(4)從鐵生銹條件來分析,月球上鐵制品
不易
不易
(填“易”或“不易”)生銹,原因是:
月球上既沒有水又沒有空氣
月球上既沒有水又沒有空氣
.
(5)現(xiàn)利用CO來還原TiO
2、Fe
2O
3的混合物提煉單質鈦和鐵,裝置如圖所示,試回答:
①寫出A中發(fā)生反應化學方程式(任意一個)
.
②用CO還原鈦鐵礦,生成鈦和鐵的混合物,可用簡單的物理方法將兩種物質分開
用磁鐵吸引鐵粉
用磁鐵吸引鐵粉
.
③就實驗操作順序的問題兩位同學出現(xiàn)了分歧.小月認為先通一段時間CO排空,然后再點燃C和A中的酒精燈,小亮認為這樣做不好,他的理由是
CO有劇毒,對空氣有污染
CO有劇毒,對空氣有污染
;
小亮認為先點燃C和A中的酒精燈,然后再通CO,小月又提出反對,她的理由是
CO與容器內空氣混合,點燃后可能會發(fā)生爆炸
CO與容器內空氣混合,點燃后可能會發(fā)生爆炸
,老師認為他們的反對意見都有一定道理.請你幫助這兩位同學解決他們的困難,你的辦法是
先通一段時間氮氣,排盡玻璃管內空氣,然后再點燃酒精燈
先通一段時間氮氣,排盡玻璃管內空氣,然后再點燃酒精燈
.
(6)在學習了金屬的性質后,化學實驗小組同學對“21世紀的重要金屬材料鈦和鈦合金”產生了興趣,他們進行了如下探究,并請你一同參與.
查閱資料:
A.鈦的硬度與鋼鐵差不多,而它的質量只有同體積鋼鐵的一半,鈦的密度雖然比鋁稍大一點,可它的硬度卻比鋁大兩倍.
B.鈦屬于化學性質比較活潑的金屬,但在常溫下鈦的抗腐蝕性很強.即使把鈦放在海水中數(shù)年,取出后仍光亮如初.
C.鈦合金與人體具有很好的“相容性”,在人體內能抵抗分泌物的腐蝕且無毒.
活動與探究:
①鈦與鐵的金屬活動性哪一種強?
【提出假設】:
鈦的金屬活動性比鐵強
鈦的金屬活動性比鐵強
.
【設計實驗】:
將鈦放入硫酸亞鐵溶液中(或將鐵和鈦分別放入稀鹽酸中;或將鐵放入鈦的化合物溶液中)
將鈦放入硫酸亞鐵溶液中(或將鐵和鈦分別放入稀鹽酸中;或將鐵放入鈦的化合物溶液中)
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若鈦的活動性比鐵強,以上實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象是:
鈦的表面有黑色物質生成
鈦的表面有黑色物質生成
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②鈦是比較活潑的金屬,為什么耐腐蝕性卻很強?可能的原因是:
鈦的表面易形成致密的氧化物保護膜
鈦的表面易形成致密的氧化物保護膜
.
③若要比較鋁片和鈦片的硬度,你的方法是:
可以使用兩者相互刻畫,出現(xiàn)痕跡的硬度小一些
可以使用兩者相互刻畫,出現(xiàn)痕跡的硬度小一些
.
思考與應用:
“物質的性質在一定程度上決定著它的用途”請你判斷鈦的用途(寫兩條):
制人造骨;飛機、飛船等航空工具
制人造骨;飛機、飛船等航空工具
.
(7)若冶煉2000t含雜質3%的生鐵,需要含F(xiàn)e
2O
376%的上述含氧鈦鐵礦的質量是多少?(請寫出計算過程,結果精確到0.1.)