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(xué)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(yīng)，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(xué)家預(yù)測(cè)，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(dāng)于目前人類一年消耗的能量．下列關(guān)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(duì)原子質(zhì)量為2

C.原子結(jié)構(gòu)示意圖為 D.原子結(jié)構(gòu)示意圖為

(3)“嫦娥一號(hào)”發(fā)射的火箭推進(jìn)器中裝有液態(tài)肼（用A表示）和過氧化氫(H2O2)，它們混合時(shí)的反應(yīng)方程式為：2H2O2+A=N2+4H2O，則肼(A)的化學(xué)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(yīng)化學(xué)方程式（任意一個(gè)）________．

②用CO還原鈦鐵礦，生成鈦和鐵的混合物，可用什么簡(jiǎn)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(xué)出現(xiàn)了分歧．小亮認(rèn)為先點(diǎn)燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，小月提出反對(duì)，她的理由是________．

(5)在學(xué)習(xí)了金屬的性質(zhì)后，化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)“21世紀(jì)的重要金屬材料鈦和鈦合金”產(chǎn)生了興趣，他們進(jìn)行了如下探究，并請(qǐng)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(diǎn)，可它的硬度卻比鋁大兩倍．

B．鈦屬于化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，但在常溫下鈦的抗腐蝕性很強(qiáng)．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(dòng)與探究：

①鈦與鐵的金屬活動(dòng)性哪一種強(qiáng)？

（提出假設(shè)）：________．

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）：________．

若鈦的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，以上實(shí)驗(yàn)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(qiáng)？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(yīng)用：“物質(zhì)的性質(zhì)在一定程度上決定著它的用途”請(qǐng)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(qǐng)寫出計(jì)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(dòng)性比鐵強(qiáng)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(yīng)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(dòng)性順序可知，題目中鐵、金、銀的活動(dòng)性為：Fe＞（H）＞Ag＞Au；若將混合金屬放入足量的鹽酸中充分反應(yīng)，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?yàn)?/span>He-3原子核內(nèi)含有2個(gè)質(zhì)子，帶兩個(gè)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(yīng)為2，故A錯(cuò)誤；B、因?yàn)槠湎鄬?duì)原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=1+2=3；故B錯(cuò)誤；C、核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為2的He元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖圓圈中質(zhì)子數(shù)的數(shù)值應(yīng)為2，故C錯(cuò)誤；D、原子結(jié)構(gòu)為核內(nèi)2個(gè)質(zhì)子，核外2個(gè)電子，該結(jié)構(gòu)示意圖符合該特點(diǎn)且核外電子排布正確，故D正確；

(3)由反應(yīng)2H2O2+A═N2+4H2O可知，反應(yīng)后有氫原子：8個(gè)，氧原子：4個(gè)，氮原子：2個(gè)，由質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后原子的種類及數(shù)目可推出：A中有氫原子個(gè)數(shù)為：8-4=4個(gè)，氮原子個(gè)數(shù)為：2-0=2個(gè)，故A的化學(xué)式應(yīng)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(yīng)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(shí)，小月認(rèn)為先通一段時(shí)間CO排空，然后再點(diǎn)燃C和A中的酒精燈，小亮認(rèn)為這樣做不好，他的理由是：會(huì)有CO擴(kuò)散到空氣中造成空氣污染；

(5)①比較鈦與鐵的金屬活動(dòng)性哪一種強(qiáng)，可以假設(shè)鈦比鐵強(qiáng)，根據(jù)排在前面的金屬能把后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并推測(cè)反應(yīng)現(xiàn)象，所以：

提出假設(shè)：鈦的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)；

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：把鈦放入硫酸亞鐵溶液中觀察；

若鈦的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，以上實(shí)驗(yàn)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(qiáng)的原因可能是鈦的表面易形成致密的氧化物保護(hù)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(jī)、飛船等航空工具；

(6)設(shè)需含氧化鐵76%的上述含氧鈦鐵礦的質(zhì)量為x，