Question

新聞資料：我國于2007年10月24日“嫦娥一號”的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．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．
根據以上信息回答下列問題：
（1）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

 

（選填“單質”“元素”“原子”）．
（2）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

 

．
（3）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

 

．
（4）“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

 

．
（5）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）礦物質中的“鈦、鐵、鈾、…”等不是以單質、分子、原子等形式存在，而是指元素，通常用元素及其所占質量（質量分數）來描述．
（2）根據在化合物中正負化合價代數和為零，結合鈦鐵礦主要成分的化學式進行解答本題．
（3）由質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，據此由反應的化學方程式推斷反應物X的化學式．
（4）①氫氣燃燒生成水，寫出反應的化學方程式即可．
②液態氫作燃料，燃燒產物是水，據此進行分析解答．
（5）鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，同時放出大量熱，寫出反應的化學方程式即可．

解答：解：（1）礦物質中的“鈦、鐵、鈾、…”等不是以單質、分子、原子等形式存在，這里所指的“鈣、鋅、碘”是強調存在的元素，與具體形態無關．
（2）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，氧元素顯-2價，則（+3）+（+3）+（-2）×x=0，x=3．
（3）根據反應的化學方程式X+2N₂O₄═3N₂+2CO₂+4H₂O，反應物中氮、氧原子個數分別為4、8，反應后的生成物中氮、碳、氫、氧原子個數分別為6、2、8、8，根據反應前后原子種類、數目不變，則每個X分子由2個氮原子和8個氫原子構成，則物質X的化學式為N₂H₈．
（4）①氫氣燃燒生成水，反應的化學方程式為：2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O．
②液態氫作燃料，燃燒產物是水，無污染．
（5）鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，同時放出大量熱，反應的化學方程式為：2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C．
故答案為：（1）元素；
（2）3；（3）N₂H₈；
（4）①2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；②產物無污染；
（5）2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C．

點評：本題難度不大，掌握元素的概念、利用化合價的原則計算指定元素的化合價的方法、質量守恒定律、化學方程式的書寫等是正確解答本題的關鍵．