Question

新聞資料：“嫦娥一號”成功發射是我國邁出地球的第一步，是中國航天事業發展的又一重大里程碑．新短短50多年就走完了工業化國家一二百年的路程．從一根鐵釘、一盞油燈、一盒火柴都需要進口，到衛星頻頻升空、“奔月”工程一步步實現，跨時代的跨躍，超想象的巨變，每個中國人無不為此自豪!
月球作為地球的衛星被專家視為地球的“后院”和“第八大洲”，有著可以為人類利用的豐富資源．現有科學探索發現，月球上蘊藏著豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等礦產，其中鈦鐵礦（FeTiOx），不僅是生產金屬鐵、鈦的原料，這所含的氧還是未來月球基地生活用水和生產用水的重要來源．月球的土壤和巖石中蘊藏著豐富的“氦-3”燃料，“氦-3”是一種高效、清潔、安全、廉價的核聚變發電燃料．在地球礦產資源面臨耗盡、石油枯竭遲早到來的情況下，載人航天登上月球，可以使之成為人類探測宇宙的前哨，對解決人類持續發展即將面臨的難題具有重大意義．
設計問題：根據以上信息回答下列問題：
（1）我國于2007年10月24日成功發射的“嫦娥一號”將對月球進行全球性、整體性和綜合性探測，月球上蘊藏著豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等礦產，這里的鈦、鐵、鈾…指的是

 

．
（2）月球上的“氦-3”蘊藏量巨大，探月的目的之一是獲取核聚變燃料----氦-3，以解決地球能源危機．氦-3原子核里有2個質子，1個中子，相對原子質量為3，下列表示氦-3原子的結構示意圖中正確的是（　　）

（3）月巖中鈦鐵礦主要成分的化學式為FeTiOx，其中鐵元素和鈦元素的化合價均顯+3價．則x為

 

．
（4）發射“嫦娥一號”的長三甲火箭燃料是偏二甲肼（X），氧化劑是四氧化二氮（N₂O₄），燃燒的化學方程式為：X+2N₂O₄=3N₂+2CO₂+4H₂O，X的化學式為

 

．
（5）“嫦娥一號”所用的燃料是液態氫，助燃劑是液態氧，燃燒時產生巨大和推動力將“嫦娥”送上了太空．
①、寫出氫氣燃燒的反應化學方程式

 

；
②、液態氫作燃料除了燃燒時產生較大的推動力外，另一個優點是

 

．
（6）月球巖層中含有較豐富的鎂資源．請用化學方程式解釋下列設想：
利用鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，同時放出大量熱，以解決人類在月球上生存的燃料問題：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據可用元素的概念描述物質的組成，判斷月球上礦藏富含的組成元素；
（2）根據氦-3原子核里有2個質子，氦-3原子核外電子數也為2，據此判斷氦-3原子的結構示意圖；
（3）根據化合物中各元素化合價代數和為0，利用化合物的化學式及各元素的化合價，計算其中氧原子個數x的值；
（4）根據化學變化前后原子種類、個數不變，利用反應的化學方程式，推斷物質X的化學式；
（5）①根據氫氣的化學性質，寫出氫氣燃燒的化學方程式；
②根據氫氣燃燒的特點，說出利用氫氣做燃料的優點；
（6）利用對鎂在二氧化碳燃燒的介紹，根據化學方程式的書寫方法，寫出該反應的化學方程式．

解答：解：（1）月球上蘊藏著豐富的含鈦等元素的礦物；
（2）根據氦-3原子核里有2個質子、核外電子數也為2，可判斷圖D的結構示意圖為表示氦-3原子的結構示意圖；
（3）由化合物的化學式為FeTiOx，其中鐵元素和鈦元素的化合價均顯+3價，氧為-2價，根據化合物中各元素化合價代數和為0，則有（+3）+（+3）+（-2）×x=0，解之得x=3；
（4）由反應的化學方程式X+2N₂O₄═3N₂+2CO₂+4H₂O，反應后3N₂、2CO₂、4H₂O中含有N、C、O、H原子的個數分別為6、2、8、8，而反應前的2N₂O₄中僅含N、O兩種原子且原子個數分別為4、8，根據化學變化前后原子種類、個數不變，可知反應物X的分子由2個N原子、2個C原子、8個H原子構成，則物質X的化學式為C₂H₈N₂；
（5）①氫氣可以在氧氣中燃燒生成水，反應的化學方程式為2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；
②由于氫氣燃燒只生成水，因此，使用氫氣做燃料的優點無污染；
（6）根據鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，該反應的化學方程式可表示為2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C；
故答案為：（1）元素；（2）D；（3）3；（4）C₂H₈N₂；（5）①2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；②無污染；（6）2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C．

點評：本題解答時涉及元素的使用、原子的構成、化合價代數和的計算、利用反應化學方程式推斷物質的化學、化學方程式的書寫等基礎知識與技能．