Question

（9分）材料1：人類要在月球生活居住，首先離不開淡水和氧氣，而月球上既沒有水又沒有空氣。科學家發現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。
材料2：鈦與多數金屬一樣不能被磁性材料吸引。
（1）月球土壤中存在天然的鐵、金（Au）、銀等多種金屬礦物顆粒。若從鐵、金、銀混合金屬中回收某些金屬，將混合金屬放入足量的鹽酸中充分反應，然后過濾，剩余的固體中的金屬是 　 　 。
（2）下列實驗證明了鐵在潮濕的空氣里會發生銹蝕，證明氧氣一定參加了反應必須要做的實驗是 　 　 （填序號）。

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）現利用CO來還原TiO₂、Fe₂O₃的混合物提煉單質鈦（Ti）和鐵，裝置如圖所示。

試回答：
①寫出CO還原鈦鐵礦生成鈦的發生反應化學方程式 　 　 。
②可用簡單的物理方法將鈦和鐵兩種物質分開，該方法是 　 　 。
③就實驗操作順序的問題兩位同學出現了分歧。瑞蓮同學認為先通一段時間CO排出空氣，然后再點燃C和A中的酒精燈，錢旭同學認為這樣做不好，其理由是 　 　 ；錢旭認為先點燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，瑞蓮也提出反對，她的理由是 　 　 。
老師認為她們的反對意見都有一定道理，于是給這兩位同學提供了氮氣，幫助她們解決了的困難。你認為她們應是怎么安排通氣和點酒精燈的順序的？ 　 　 。

Answer 1

（1）金、銀 （2）①②   不易  月球上既沒有水又沒有氧氣
（3）①2CO+TiO ₂ Ti+2CO₂    ②用磁鐵吸引  ③CO擴散到空氣中造成污染    CO與儀器中的空氣混合受熱引起爆炸  先通氮氣排盡裝置內空氣后，點燃C處的酒精燈，再通CO，再點燃A處酒精燈（A處酒精燈也可安排在通氮氣后，通CO前點燃）

試題分析：（1）金、銀在金屬活動性順序表中排在氫元素后面，不和酸反應放出氫氣。
（2）①中鐵釘既接觸了水又解除了氧氣，最終生銹，而②中只接觸了水，沒有接觸氧氣，沒有生銹，對比說明鐵釘生銹必須有氧氣參與；月球上大氣不含氧氣，不易生銹。
（3）①課本上有介紹過一氧化碳還原鐵礦的原理，方程式屬于還原反應，CO還原鈦鐵礦生成鈦發生反應的化學方程式形式可以仿照一氧化碳還原三氧化二鐵的形式寫。②材料2中提到鈦與多數金屬一樣不能被磁性材料吸引，那么直接用磁鐵吸引鈦和鐵兩種物質，鐵被吸走，只剩鈦。③CO是一種劇毒的氣體，極易引起中毒事件，必須確保其不泄露；儀器中含有空氣，CO通入會和空氣混合達到爆炸極限，加熱容易發生爆炸；先通氮氣排盡裝置內空氣，這樣就不會有空氣和CO混合，避免發生爆炸的危險，點燃C處的酒精燈，再通CO，這樣可以防止CO泄露到空氣中，避免污染環境。
點評：本題較為靈活，考察內容來源于課本，在沒有沒有脫離課本的前提下，加入了考察提煉單質鈦（Ti）的問法，。