Question

【題目】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TiO2、Fe2O3的混合物，若將這些礦石利用CO來還原可以提煉單質(zhì)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___。

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(zhì)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__。

A.原子核外電子數(shù)為3 B.相對原子質(zhì)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(H2O2)，它們混合時的反應方程式為：2H2O2+A=N2+4H2O，則肼(A)的化學式為________

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

(4)現(xiàn)利用CO來還原TiO2、Fe2O3的混合物提煉單質(zhì)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，可用什么簡單的物理方法將兩種物質(zhì)分開______．

③就操作順序問題兩位同學出現(xiàn)了分歧．小亮認為先點燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，小月提出反對，她的理由是________．

(5)在學習了金屬的性質(zhì)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(nèi)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）：________．

（設計實驗）：________．

若鈦的活動性比鐵強，以上實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象是：________．

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：________．

③若要比較鋁片和鈦片的硬度，你的方法是：________．

思考與應用：“物質(zhì)的性質(zhì)在一定程度上決定著它的用途”請你根據(jù)資料C判斷鈦的用途：________．

(6)若冶煉2310t含雜質(zhì)3%的生鐵，需要含F(xiàn)e2O376%的上述含氧鈦鐵礦的質(zhì)量是多少________？（請寫出計算過程，保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】C DD2CO+TiO2 Ti+2CO2（或3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe）用磁鐵吸引CO與玻璃管內(nèi)空氣混合加熱可能爆炸鈦的金屬活動性比鐵強把鈦放入硫酸亞鐵溶液中觀察鈦表面生成黑色物質(zhì)，溶液由淺綠色變?yōu)闊o色常溫下鈦與空氣中氧氣反應生成一層致密的氧化膜相互刻畫作人造骨4211.8噸

【解析】

(1)由金屬活動性順序可知，題目中鐵、金、銀的活動性為：Fe＞（H）＞Ag＞Au；若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Ag、Au；

(2)A、因為He-3原子核內(nèi)含有2個質(zhì)子，帶兩個單位正電荷，由核外電子數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)可得，核外電子數(shù)應為2，故A錯誤；B、因為其相對原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=1+2=3；故B錯誤；C、核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為2的He元素的原子結構示意圖圓圈中質(zhì)子數(shù)的數(shù)值應為2，故C錯誤；D、原子結構為核內(nèi)2個質(zhì)子，核外2個電子，該結構示意圖符合該特點且核外電子排布正確，故D正確；

(3)由反應2H2O2+A═N2+4H2O可知，反應后有氫原子：8個，氧原子：4個，氮原子：2個，由質(zhì)量守恒定律反應前后原子的種類及數(shù)目可推出：A中有氫原子個數(shù)為：8-4=4個，氮原子個數(shù)為：2-0=2個，故A的化學式應為：N2H4；

(4)①在加熱的條件下，一氧化碳能將二氧化鈦、氧化鐵還原為鈦、鐵，反應的方程式是：2CO+TiO2Ti+2CO2；②由于鐵能被磁鐵吸附，所以可用磁鐵吸附將生成的鈦和鐵分開；

③在一氧化碳還原氧化物時，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：會有CO擴散到空氣中造成空氣污染；

(5)①比較鈦與鐵的金屬活動性哪一種強，可以假設鈦比鐵強，根據(jù)排在前面的金屬能把后面的金屬從其鹽溶液中置換出來設計實驗，并推測反應現(xiàn)象，所以：

提出假設：鈦的金屬活動性比鐵強；

設計實驗：把鈦放入硫酸亞鐵溶液中觀察；

若鈦的活動性比鐵強，以上實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象是：鈦表面生成黑色物質(zhì)，溶液由淺綠色變?yōu)闊o色；

②鈦是比較活潑的金屬，耐腐蝕性卻很強的原因可能是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，方法是：相互刻；

“物質(zhì)的性質(zhì)在一定程度上決定著它的用途”，鈦具有“親生物”性，在人體內(nèi)能抵抗分泌物的腐蝕且無毒，可以制人造骨； 密度小，硬度大，可以用于飛機、飛船等航空工具；

(6)設需含氧化鐵76%的上述含氧鈦鐵礦的質(zhì)量為x，