Question

“嫦娥一號”的成功發(fā)射，使全國人民歡欣鼓舞．請同學(xué)們閱讀下列航天技術(shù)中的化學(xué)短文并回答有關(guān)問題．
材料一：2007年10月24日19時10分，“嫦娥一號”衛(wèi)星 發(fā)射 成功．下圖是中國月球探測工程標(biāo)志圖案．它以中國書法，抽象地勾勒出一輪圓月，一雙腳印踏在其上，象征著月球探測的終極夢想．此作品中國的意味十足，簡潔而明朗，體現(xiàn)了傳統(tǒng)和現(xiàn)代的完美結(jié)合．
材料二：人類要在月球活居住，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(xué)家發(fā)現(xiàn)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(zhì)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．
（1）月球土壤中存在天然的鐵、金、銀、鉛等多種金屬礦物顆粒．若從鐵、金Au、銀、鉛Pb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(yīng)，然后過濾，剩余的固體中可能回收得到的金屬組合是（

 

　）
A、Fe、Pb         B、Au、Fe         C、Ag、Au       D、Pb、Ag
（2）“嫦娥一號”發(fā)射的火箭推進器中裝有液態(tài)肼（用A表示）和過氧化氫（H₂O₂），它們混合時的反應(yīng)方程式為：2H₂O₂+A═N₂+4H₂O，則肼（A）的化學(xué)式為 （

 

　�。�
A、N₂H₂B、N₂H₄O₂C、NH₂D、N₂H₄
（3）從鐵生銹條件來分析，月球上鐵制品

 

（填“易”或“不易”）生銹．
（4）現(xiàn)利用CO來還原TiO₂、Fe₂O₃的混合物提煉單質(zhì)鈦和鐵，裝置如圖所示，試回答：

①寫出A中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式（任意一 個）

 

．
②用CO還原鈦鐵礦，生成鈦和鐵的混合物，主用簡單的物理方法將兩種物質(zhì)分開

 

．
③就實驗操作順序的問題兩位同學(xué)出現(xiàn)了分歧．小月認為先通一段時間CO排空，然后再點燃C和A中的酒精燈，小亮認為這樣做不好，他的理由是

 

；小亮認為先點燃C和A中的酒精燈，然后再通CO，小月又提出反對，她的理由是

 

；老師認為他們的反對意見都有一定道理．請你幫助這兩位同學(xué)解決他們的困難，你的辦法是

 

．

Answer 1

分析：（1）將混合金屬放入足量的鹽酸中充分反應(yīng)，然后過濾，剩余的固體中可能回收得到的金屬一定是不能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的金屬，根據(jù)金屬活動性鐵＞鉛＞氫＞銀＞金，由此可得知回收的金屬為金、銀兩金屬；
（2）根據(jù)反應(yīng)前后原子個數(shù)、種類不變，利用反應(yīng)的化學(xué)方程式，推斷物質(zhì)A的分子構(gòu)成并確定該物質(zhì)的化學(xué)式；
（3）根據(jù)鐵生銹需要同時與水和氧氣接觸，而月球上既沒有水又沒有空氣，因此，可知鐵在月球上不易生銹；
（4）①根據(jù)一氧化碳在高溫條件下能與金屬氧化物反應(yīng)而生成金屬單質(zhì)和二氧化碳，寫出CO與TiO₂、Fe₂O₃反應(yīng)的化學(xué)方程式；
②利用鐵能被磁鐵所吸起的特性，可以使用磁鐵把鐵與鈦的混合物分離開來；
③由于使用一氧化碳排出裝置內(nèi)的空氣時，一氧化碳也會排出造成污染，因此該方法存在隱患；由于一氧化碳具有可燃性，與空氣混合在加熱時可能會發(fā)生爆炸，因此可得知小月的反對很有道理；為了實驗安全，先通CO同時點燃C酒精燈，把空氣排完后再點燃A燈或者可以考慮使用無毒的氮氣先把裝置內(nèi)的空氣排出，然后再通入一氧化碳進行實驗，并用酒精燃燒掉尾氣中的一氧化碳．

解答：解：（1）根據(jù)金屬活動性鐵＞鉛＞氫＞銀＞金，由此可得知銀、金兩金屬不能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，因此放入足量的鹽酸中充分反應(yīng)，然后過濾，剩余的固體中可能回收得到的金屬為銀和金；
（2）由反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂O₂+A═N₂↑+4H₂O，反應(yīng)生成的N₂和4H₂O中共含有2個N原子、8個H原子和4個O原子，而反應(yīng)物2H₂O₂中僅含有4個H和4個O原子，根據(jù)化學(xué)變化前后原子的種類、數(shù)目不變，可知物質(zhì)A的分子由2個N原子和4個H原子構(gòu)成，故物質(zhì)A的化學(xué)式為N₂H₄；
（3）由于月球上既沒有水又沒有空氣，不能滿足鐵生銹所需要的條件，因此，月球上的鐵制品不易生銹；
（4）①CO在高溫條件下能與TiO₂或Fe₂O₃反應(yīng)生成Ti或Fe，同時產(chǎn)生二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂（或2CO+TiO₂

高溫  .

Ti+2CO₂）；
②使用磁鐵吸起鐵而把鐵從與鈦所形成的混合物中分離出來；
③在排出空氣的同時，有毒的一氧化碳也會隨著排出，造成污染甚至中毒；先加熱再通入CO會導(dǎo)致裝置內(nèi)形成混合氣體而發(fā)生爆炸；先通CO同時點燃C酒精燈，把空氣排完后再點燃A燈或者使用氮氣代替一氧化碳排出裝置內(nèi)的空氣，待空氣排完，然后再通入一氧化碳點燃酒精燈進行實驗；
故答案為：
（1）C；
（2）D；
（3）不易；
（4）①3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂（或2CO+TiO₂

高溫  .

Ti+2CO₂）；
②用磁鐵吸引鐵粉；
③CO有劇毒，對空氣有污染；CO與容器內(nèi)空氣混合，點燃后可能會發(fā)生爆炸；先通CO同時點燃C酒精燈，把空氣排完后再點燃A燈或者先通一段時間氮氣，排盡玻璃管內(nèi)空氣，然后再點燃酒精燈．（其他合理答案也可）

點評：由于一氧化碳既具有可燃性能與空氣混合時點燃可能出現(xiàn)爆炸且有毒直接排放會造成污染，在使用一氧化碳氣體時，要充分注意到這兩個方面．