Question

“嫦娥一號”衛星發射成功，標志月球探測成為中國航天的現實．
（1）“嫦娥一號”使用的燃料是液氫，助燃劑是液氧．氧氣從淡藍色液體變成無色氣體發生了

 

變化，氫氣燃燒的化學方程式為

 

．液態氫作燃料除燃燒時產生較大的推動力外，另一個優點是

 

．對于目前全世界出現能源危機，以及燃燒對環境的影響，我們應該合理開發利用的新能源有（至少填兩種）

 

．
（2）月球上的³He（3表示相對原子質量）蘊藏量巨大，探月的目標之一是探測核聚變燃料³He的分布．地球上的氦元素主要以⁴He形式存在．從原子的構成來看，³He、⁴He兩種原子的

 

數不同，化學性質

 

．
（3）“嫦娥一號”另一個目標是探測下列14種元素的含量和分布：K、Th（釷）、U（鈾）、O、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti（鈦）、Na、Mn、Cr（鉻）、Gd（釓）．其中屬于金屬元素的有

 

種．
（4）月球表面富含鈦鐵礦，鈦因其硬度大、熔點高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優良的性能，被譽為“未來金屬”．我國四川省有大型釩鈦磁鐵礦，由釩鈦磁鐵礦提取金屬鈦的主要工藝過程如下：

①鈦鐵礦的主要成分是FeTiO₃（鈦酸亞鐵），其中鈦的化合價為

 

價．
②TiCl₄在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti，該反應屬于

 

（填反應類型）．
③上述生產過程中得到的金屬鈦中混有少量金屬雜質，可加入

 

除去．

Answer 1

分析：（1）根據氧氣從淡藍色液體變成無色氣體時是否生成了新物質判斷屬于什么反應類型；根據氫氣和氧氣的組成判斷燃燒產物，進一步書寫方程式；根據氫氣燃燒放熱多，可再生，產物是水回答其優點；根據新能源的種類回答最后一空．
（2）根據相對原子質量≈質子數+中子數判斷³He、⁴He的中子數關系，根據兩種原子的電子層結構判斷二者的化學性質．
（3）根據元素的漢語名稱的偏旁判斷是否屬于金屬元素．
（4）①根據鈦酸亞鐵的FeTiO₃化學式及化合物中元素化合價的代數和為0計算鈦的化合價；
②根據TiCl₄在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti，以及質量守恒定律書寫方程式．
③根據上述生產過程中的操作判斷得到的金屬鈦中混有少量金屬雜質為鎂，再根據鈦和鎂的化學性質判斷除雜選擇的試劑．

解答：解：（1）在氧氣從淡藍色液體變成無色氣體的過程中沒有生成新物質，為物理變化；燃燒的條件下是點燃，氫氣燃燒是和氧氣反應，生成物是水，所以方程式為：2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；氫氣作為燃料的優點有：燃燒放熱多，能用水分解制得，可再生，產物是不污染環境的水；目前的新能源有多種，如太陽能、風能、地熱能、潮汐能、核能等．
（2）³He、⁴He中的3和4分別是它們的相對原子質量，相對原子質量≈質子數+中子數，氦的原子序數為2，質子數也為2，所以中子數分別為：3-2=1和4-2=2，不相同，由于原子中質子數=核外電子數，所以二者的電子層結構相同，則化學性質相似．
（3）元素的漢語名稱的偏旁為金字旁的為金屬，統計上述元素，共有K、Th（釷）、U（鈾）、Mg、Al、Ca、Fe、Ti（鈦）、Na、Mn、Cr（鉻）、Gd（釓）12種．
（4）①鈦酸亞鐵的化學式為FeTiO₃，因化合物中元素化合價的代數和為0，所以鈦的化合價為0-（+2）-（-2）×3=+4．
②TiCl₄在高溫下與足量Mg反應生成金屬Ti，根據質量守恒定律，還應有氯化鎂，是一種單質與一種化合物反應，生成一種新的單質和一種新的化合物，所以反應類型為置換反應．
③根據上述生產過程中的操作判斷得到的金屬鈦中混有少量金屬雜質為鎂，而鈦不能與酸反應，鎂能與酸反應，要除去鎂，可加入稀鹽酸．
故答案為：（1）物理；2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；無污染；太陽能、風能；（2）中子；基本相同；（3）12；（4）①+4；②置換反應；③稀鹽酸．

點評：化學與生產、生活是密不可分的，與生產、生活相關的知識也就成了考查熱點之一，在學習中要注意理論聯系實際，運用化學知識去解決實際問題．