Question

（1）金屬鈦（Ti）是航空、宇航、軍工、電子等方面的必需材料．在生產鈦的過程中可用鎂在加熱條件下與TiCl₄反應制得金屬鈦，反應的化學方程式為
TiCl₄+2Mg Ti+2MgCl₂．該反應屬于______ 反應（選填化合、分解、置換），此反應說明金屬鈦的活動性比鎂的活動性______（填“強”或“弱”）．
（2）火箭有多種推進劑，所涉及的化學反應也各不相同．
①哥倫比亞號航天飛機曾用金屬鋁粉和高氯酸銨（NH₄ClO₄）的混合物作為固體燃料，加熱鋁粉使其被氧氣氧化并放出大量的熱，促使混合物中高氯酸銨發生分解，同時生成四種氣體，其中兩種氣體是空氣的主要成分，一種氣體是氯氣（Cl₂），還有一種氣體是相對分子質量最小的氧化物．試寫出其中高氯酸銨受熱分解的化學方程式：______．
②某種火箭推進器中盛有強還原劑聯氨（N₂H₄）和雙氧水（H₂O₂），當它們混合時產生大量的水蒸氣和一種單質，并放出大量的熱，某步反應的化學方程式為2N₂H₄+N₂O₄═3N₂+4X，其中X的化學式是______，將聯氨作推進器中燃料的一個很大優點是______．
（3）燃料電池是一種能將化學反應產生的能量直接轉換成電能的裝置．下列燃料電池適合在宇宙飛船上使用的是______．A．H₂-O₂燃料電池 B．C₂H₅OH-0₂燃料電池　C．CH₄-0₂燃料電池 D．CO-O₂燃料電池
（4）若在宇宙飛船的太空實驗室（失重條件下）進行以下實驗，其中難以完成的有______．
A．將金粉和銅粉混合　B．將牛奶加入水中混合　C．火柴持續燃燒　D．用漏斗、濾紙過濾除去水中的泥沙
（5）據科學家預測，月球的土壤中吸附著數百萬噸的氦（He-3），其原子核中質子數為2、中子數為1，每百噸氦（He-3）核聚變所釋放出的能量相當于目前人類一年消耗的能量．下列關于氦（He-3）元素的說法正確的有______
A．原子核外電子數為2　　　　　　　　　　　B．相對原子質量為3
C．原子結構示意圖為　　　　　　　　　　　 D．原子結構示意圖為

Answer 1

解：（1）在TiCl₄+2Mg Ti+2MgCl₂反應中，是一種單質和一種化合物反應生成了一種新的單質和化合物，屬于置換反應，鎂能把鈦從其化合物中置換出來，說明了金屬鈦的活動性比鎂的活動性弱；
（2）①根據質量守恒定律高氯酸銨發生分解，生成的兩種是空氣的主要成分的氣體是氮氣和氧氣，相對分子質量最小的氧化物氣體是水蒸氣，反應的方程式是：2NH₄ClO₄N₂↑+2O₂↑+Cl₂↑+4H₂O↑，②由質量守恒定律可知，方程式的左邊有6個氮原子、8個氫原子和4個氧原子，右邊有6個氮原子，所以，X的化學式是H₂O；該反應的產物是氮氣和水，不會污染空氣；
（3）在H₂-O₂燃料電池、C₂H₅OH-0₂燃料電池、CH₄-0₂燃料電池、CO-O₂燃料電池，由于氫氣的密度小，產生的熱量高，適合在宇宙飛船上使用的電池；
（4）因為在宇宙飛船的太空實驗室中沒有重力，由于火柴持續燃燒、用漏斗、濾紙過濾除去水中的泥沙需要利用重力，所以CD不能進行；
（5）在氦（He-3）中，由于質子數是2，所以核外的電子數是2，中子數是1，相對原子質量是3，所以，A、B、D正確．C錯誤．故選ABD．
故答為：（1）置換，弱，（2）①2NH₄ClO₄N₂↑+2O₂↑+Cl₂↑+4H₂O↑，②H₂O，不污染空氣；（3）A；（4）C D；（5）ABD．
分析：（1）根據反應物、生成物的種類及反應的特點分析反應的基本類型，根據鎂與鈦的化合物的反應分析比較鎂和鈦的活潑性；
（2）①根據反應物、生成物的及反應條件寫出反應的化學方程式；②根據質量守恒定律分析判定X化學式，根據反應的產物分析優點．
（3）根據燃料的密度、產生的熱量進行分析；
（4）根據失重進行分析，失重就是重力為零，依靠重力進行的實驗都不能進行；
（5）根據氦（He-3）中微粒的數目關系進行分析．
點評：本題借失重考查過濾操作的本質和原理，火柴持續燃燒的條件，我們要將物理和化學知識聯系起來分析．