Question

【題目】“嫦娥一號”的成功發(fā)射，使全國人民歡欣鼓舞．請同學(xué)們閱讀下列航天技術(shù)中的化學(xué)短文并回答有關(guān)問題．

材料一：2007年10月24日19時10分，“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射成功．下圖是中國月球探測工程標(biāo)志圖案．它以中國書法，抽象地勾勒出一輪圓月，一雙腳印踏在其上，象征著月球探測的終極夢想．整體圖形由一弧兩點(diǎn)巧妙形成古文“月”字，同時代表“繞”、“落”、“回”三步走戰(zhàn)略，此作品中國的意味十足，簡潔而明朗，體現(xiàn)了傳統(tǒng)和現(xiàn)代的完美結(jié)合．

材料二：人類要在月球活居住，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，將這些礦石利用CO來還原提煉單質(zhì)鈦和鐵，若用氫氣還原，可以得到淡水．將這些礦石通電，還可以從中分離出氧氣．

請你從化學(xué)視角來見證這一偉大時刻：

(1)據(jù)了解，發(fā)射前8h開始加注火箭第三級使用的燃料液氫和液氧．其中液氧的主要作用是________，液氫的主要作用是________，液氫的使用大大減輕了發(fā)射的質(zhì)量，其原因主要是________．寫出液氫燃燒方程式________．

(2)從鐵生銹條件來分析，月球上鐵制品________（填“易”或“不易”）生銹，原因是：________．

(3)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CO還原TiO2的化學(xué)方程式________．

②就實(shí)驗(yàn)操作順序的問題兩位同學(xué)出現(xiàn)了分歧．小月認(rèn)為先通一段時間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________．小亮認(rèn)為先點(diǎn)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________．老師認(rèn)為他們的反對意見都有一定道理．請你幫助這兩位同學(xué)解決他們的困難，你的辦法是________________．

(4)小勇同學(xué)進(jìn)一步探究鈦鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取10g鈦鐵礦樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，待完全反應(yīng)后，用磁鐵吸引鐵粉，并稱得鐵粉的質(zhì)量為5.6g，試求算鈦鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少________？

Answer 1

【答案】助燃作燃料密度小2H2+O22H2O不易月球上既沒有水又沒有空氣2CO+TiO2Ti+2CO2CO有毒，對空氣有污染CO與容器內(nèi)空氣混合，點(diǎn)燃后可能會發(fā)生爆炸先通一段時間CO，同時點(diǎn)燃C處的酒精燈，排盡玻璃管內(nèi)空氣，然后再點(diǎn)燃A處的酒精燈（或先用氣球收集尾氣，然后再點(diǎn)燃酒精燈）80%

【解析】

（1）氧氣具有助燃性，火箭中的液氧起助燃作用，液氫是燃料；氫氣的密度小，質(zhì)量輕，氫的使用大大減輕了發(fā)射的質(zhì)量；液氫與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成水，反應(yīng)方程式為2H2+O22H2O。

（2）月球上沒有氧氣和水，故不易生銹。

（3）①CO與TiO2在高溫的條件下反應(yīng)生成鈦和二氧化碳，反應(yīng)方程式為2CO+TiO2Ti+2CO2 ；②一氧化碳是有毒的氣體，直接排放在空氣中會造成空氣污染；A裝置中應(yīng)該先通入一段時間的一氧化碳在點(diǎn)燃酒精燈，防止一氧化碳的燃燒而引起爆炸；為了防止一氧化碳污染空氣和A裝置中爆炸，應(yīng)該先通一段時間CO，同時點(diǎn)燃C處的酒精燈，排盡玻璃管內(nèi)空氣，然后再點(diǎn)燃A處的酒精燈（或先用氣球收集尾氣，然后再點(diǎn)燃酒精燈） 。

（4）設(shè)樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x

x=8g

鈦鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=80%

答：鈦鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%。