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：反應的化學方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，氫氣在與電源負極相連的電極上產生；
③水煤氣法制氫氣：用焦炭（主要成分是碳單質）為原料與水蒸氣在高溫時反應制得氫氣和二氧化碳，反應的化學方程式為C+2H₂O$\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），還在月球物質中捕獲到來自太陽風的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產生的是氫氣；化學方程式為：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
③根據(jù)題干信息可知，該反應的反應物是碳和水蒸氣，生成物是二氧化碳和氫氣，條件是高溫，化學方程式為：C+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+2H₂；
④氫能是理想的能源，其最大的優(yōu)點是生成物是水，不污染環(huán)境，放熱量高；目前制氫的成本高且不易貯存，使得氫氣不能廣泛使用，故填：制取氫氣需要消耗大量的能源．
（2）
①在Fe₂SiO₄中，硅元素顯+4價，氧元素顯-2價，設鐵元素的化合價為x，則
2x+（+4）+（-2）×4=0
x=+2；
②同種元素的原子質子數(shù)相同，而相對原子質量=質子數(shù)+中子數(shù)，所以相對原子質量不同的原因是中子數(shù)不同．
故答案為：
（1）①沸點；②2H₂O$\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，只要掌握相關知識就能順利解答．