Question

15．2013年12月14日21時11分，嫦娥三號成功著陸于月球表面，開始對月球進行勘探，這標(biāo)志著我國成為世界上第三個具有地外天體軟著陸和巡視探測技術(shù)的國家．
（1）嫦娥三號的著陸器以液氫、液氧做推進劑，工業(yè)上制取氧氣、氫氣方法有：
①分離液態(tài)空氣法制氧氣：是利用空氣中各成分的沸點不同進行分離的；
②水電解法制氫氣：反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，氫氣在與電源負極相連的電極上產(chǎn)生；
③水煤氣法制氫氣：用焦炭（主要成分是碳單質(zhì)）為原料與水蒸氣在高溫時反應(yīng)制得氫氣和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+2H₂．
④氫能是理想的能源，其最大的優(yōu)點是生成物是水，不污染環(huán)境，放熱量高；但從上述兩種制法看，還不能廣泛使用的原因是制取氫氣需要消耗大量的能源．
（2）“玉兔”在月球巖石中發(fā)現(xiàn)了鐵橄欖石（主要成分是Fe₂SiO₄），還在月球物質(zhì)中捕獲到來自太陽風(fēng)的Ar-36、Ar-38．
①已知鐵橄欖石中硅元素化合價為+4價，則鐵元素的化合價是+2．
②Ar-36與Ar-38在原子構(gòu)成微粒上的不同點是中子數(shù)不同．

Answer 1

分析 （1）
①根據(jù)工業(yè)制取氧氣的原理來分析；
②根據(jù)電解水的實驗現(xiàn)象來分析；
③根據(jù)題干信息來書寫化學(xué)方程式；
④根據(jù)目前制氫的成本高且不易貯存，使得氫氣不能廣泛使用解答；
（2）根據(jù)化合價以及同種原子中的中子數(shù)可能不同來分析．

解答 解：
（1）
①分離液態(tài)空氣法是根據(jù)組成空氣的各成分的沸點不同加以分離的方法；
②根據(jù)“正氧負氫、氫二氧一”進行分析可知，連接電源負極的玻璃管內(nèi)產(chǎn)生的是氫氣；化學(xué)方程式為：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
③根據(jù)題干信息可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物是碳和水蒸氣，生成物是二氧化碳和氫氣，條件是高溫，化學(xué)方程式為：C+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+2H₂；
④氫能是理想的能源，其最大的優(yōu)點是生成物是水，不污染環(huán)境，放熱量高；目前制氫的成本高且不易貯存，使得氫氣不能廣泛使用，故填：制取氫氣需要消耗大量的能源．
（2）
①在Fe₂SiO₄中，硅元素顯+4價，氧元素顯-2價，設(shè)鐵元素的化合價為x，則
2x+（+4）+（-2）×4=0
x=+2；
②同種元素的原子質(zhì)子數(shù)相同，而相對原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，所以相對原子質(zhì)量不同的原因是中子數(shù)不同．
故答案為：
（1）①沸點；②2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；負；③C+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+2H₂；④生成物是水，不污染環(huán)境，放熱量高；制取氫氣需要消耗大量的能源．
；
（2）①+2；②中子數(shù)不同．

點評 本題考查了有關(guān)氧氣的工業(yè)制法和電解水以及氫能的使用的知識，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進行．考查的知識點較多，只要掌握相關(guān)知識就能順利解答．