美國計劃2015年再次登陸月球，繼而在月球上建立基地，給人類登陸火星作準備。為了早日實現(xiàn)夢想，1992年美國進行了第一次利用實際的月球巖石——富含鈦鐵礦(FeTiO3，鈦酸亞鐵)的玄武巖來獲得氧氣的試驗。研究發(fā)現(xiàn)：理論上，1 kg FeTiO3被H2還原后，最多可產出105 g O2。

上述研究引起了甲、乙兩位學生的極大興趣，查閱文獻后，得知鈦鐵礦還能被C還原：

2FeTiO3+C2Fe+2TiO2+CO2。

他們分別設計了兩套實驗裝置模擬測定鈦鐵礦中可提取氧的質量分數(shù)的實驗。

        

                          圖1                                                         圖2

(1)學生甲設想用圖1裝置(A為電加熱裝置)從鈦鐵礦中提取氧，請寫出最簡便的實驗步驟：____________(選填下列數(shù)字編號)。

①通入N2  ②停止通N2  ③通入H2  ④停止通H2  ⑤加熱  ⑥停止加熱  ⑦稱取裝置B的質量。

(2)學生乙設想用圖2裝置(A為電加熱裝置)從鈦鐵礦中提取氧，并且認為該方案的意義在于：反應產生的CO2可通過綠色植物的光合作用轉化為營養(yǎng)物質，同時產生氧氣(6O2+6H2O C6H12O6+6O2)。實驗過程中，稱得反應前裝置A中鈦鐵礦的質量為a g，炭粉的質量為b g，反應后裝置B中產生CaCO3的質量為c g，則鈦鐵礦中可提取氧的質量分數(shù)的表達式為____________。

(3)經專家評審后，認定兩個方案都很有意義，但實驗設計方面還存在不足之處，例如圖2裝置在加熱時，還會產生CO，給實驗帶來誤差。請?zhí)岢鰧D2所示裝置應采取的改進措施：__________。改進后，實驗自始至終需持續(xù)向2裝置A中通入N2的目的是_____________。

(4)科學家們選用H2而不用CO作還原劑的原因是：______________________________。

(1)⑦③⑤⑥④⑦

(2)×100%

(3)改用圖1裝置，并在B之后增加盛有CuO粉的燃燒管(稱取質量差)及干燥管

首先將裝置中的空氣趕出，反應開始后可將CO2及時趕出使之被堿石灰吸收

(4)H2的氧化產物水經過電解產生氧氣和氫氣，使H2能夠被循環(huán)利用

解析：(1)首先通H2將裝置內的空氣排出而后用H2與O2反應生成水，生成的水被堿石灰吸收測兩次質量差就是H2O的質量，從而測出O2的質量。故順序為⑦③⑤⑥④⑦。

(2)含氧的質量為×32 g·mol-1= g

故鈦鐵礦中可提取氧的質量分數(shù)為100%。

(4)科學家選用H2而不用CO是因為H2的氧化產物水經過電解后產生O2和H2，使得H2能夠被循環(huán)利用。

練習冊系列答案
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科目：高中化學 來源： 題型：

美國宇航局將在2012年再次登陸火星，新火星車體積更大、功能更全，旨在探尋火星土壤中是否存在有機物．已有資料表明：火星表面富含硅酸鹽和硫酸鹽；火星上的水以冰塊和霜凍的形式存在于南北兩極．下列敘述不正確的是（　�。�

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科目：高中化學 來源：2012屆江蘇省揚州中學高三元月雙周練習化學試卷 題型：填空題

（14分）在一個裝有可移動活塞的容器中模擬傳統(tǒng)工業(yè)合成氨的反應：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，反應達到平衡后，測得NH3的物質的量為amol
（1）保持容器內的溫度和壓強不變，向平衡體系中又通入少量的H2，再次達到平衡后，測得NH3的物質的量為bmol，則 a       b（填入“＞”或“＜”或“＝”或“無法確定”，下同）。若向平衡體系中通入的是少量N2，則 a       b。
煤制油是一項新興的、科技含量較高的煤化工技術，發(fā)展煤制油對我國而言具有重大意義。下列是煤通過間接液化技術制汽油和丙烯的主要工藝流程圖。

已知甲醇制烴的反應原理為：

（2）為了提高原料利用率，上述工藝中應控制合成氣中V(CO)：V(H2)=           。
（3）由二甲醚在催化劑作用下轉化為丙烯的化學方程式為：                             。
（4）每生產1t甲醇約耗煤1.5t，每生產1 t汽油約需耗2.4t甲醇，2015年我國煤制油將達到1000萬噸，則2015年當年需消耗原煤約                   萬噸。
（5）采用MTG法生產的汽油中，均四甲苯（1,2,4,5-四甲基苯）質量分數(shù)約占4 %～7%，均四甲苯的結構簡式為：                                         。
（6）采用DMTO技術，若獲得乙烯和丙烯及丁烯3種烴，生成丁烯的選擇性（轉化丁烯的甲醇的物質的量與甲醇總物質的量之比）為20%，其余生成乙烯和丙烯，設丙烯的選擇性為x，今有403.2L(標準狀況)合成氣，且完全轉化為甲醇，甲醇轉化為烯烴的總轉化率亦為100%，請作出丙烯的物質的量隨x變化的曲線。

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科目：高中化學 來源：2011-2012學年江蘇省高三元月雙周練習化學試卷 題型：填空題

（14分）在一個裝有可移動活塞的容器中模擬傳統(tǒng)工業(yè)合成氨的反應：N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)，反應達到平衡后，測得NH3的物質的量為amol

（1）保持容器內的溫度和壓強不變，向平衡體系中又通入少量的H2，再次達到平衡后，測得NH3的物質的量為bmol，則 a        b（填入“＞”或“＜”或“＝”或“無法確定”，下同）。若向平衡體系中通入的是少量N2，則 a        b。

煤制油是一項新興的、科技含量較高的煤化工技術，發(fā)展煤制油對我國而言具有重大意義。下列是煤通過間接液化技術制汽油和丙烯的主要工藝流程圖。

已知甲醇制烴的反應原理為：

（2）為了提高原料利用率，上述工藝中應控制合成氣中V(CO)：V(H2)=              。

（3）由二甲醚在催化劑作用下轉化為丙烯的化學方程式為：                            。

（4）每生產1t甲醇約耗煤1.5t，每生產1 t汽油約需耗2.4t甲醇，2015年我國煤制油將達到1000萬噸，則2015年當年需消耗原煤約                     萬噸。

（5）采用MTG法生產的汽油中，均四甲苯（1,2,4,5-四甲基苯）質量分數(shù)約占4 %～7%，均四甲苯的結構簡式為：                                     。

（6）采用DMTO技術，若獲得乙烯和丙烯及丁烯3種烴，生成丁烯的選擇性（轉化丁烯的甲醇的物質的量與甲醇總物質的量之比）為20%，其余生成乙烯和丙烯，設丙烯的選擇性為x，今有403.2L(標準狀況)合成氣，且完全轉化為甲醇，甲醇轉化為烯烴的總轉化率亦為100%，請作出丙烯的物質的量隨x變化的曲線。

 

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科目：高中化學 來源：云南省同步題 題型：實驗題

美國計劃2015年再次登陸月球，繼而在月球上建立基地，給人類登陸火星作準備。為了早日實現(xiàn)夢想，1992年美國進行了第一次利用實際的月球巖石--玄武巖（FeTiO3，鈦酸亞鐵）來制造氧氣的試驗。已知FeTiO3被H2還原后，生成Fe、TiO2和水，被C還原后生成Fe、TiO2和
CO2；TiO2經過一系列處理后，可以制得納米TiO2。請參與探究，并回答下列問題：
[探究一]為測定鈦鐵礦中可提取氧的質量分數(shù)，某研究性學習小組設計了以下兩套實驗裝置
（1）學生甲設想用圖－1裝置（A為電加熱裝置）從鈦鐵礦中提取氧。請寫出FeTiO3在加熱時被H2還原的化學方程式_________________________和最簡便的實驗步驟________（選填下列數(shù)字編號）。
①通入N2；②停止通N2；③通入H2；④停止通H2；⑤加熱；⑥停止加熱；⑦稱取裝置B的質量。
（2）學生乙設想用圖－2裝置（A為電加熱裝置）從鈦鐵礦中提取氧，并且認為該方案的意義在于：反應產生的CO2可通過綠色植物的光合作用轉化為營養(yǎng)物質，同時產生氧氣：
6CO2+6H2OC6H12O6（葡萄糖）+6O2。實驗過程中，稱得反應前裝置A中鈦鐵礦的質量為ag，炭粉的質量為bg，反應后裝置B中產生CaCO3的質量為cg，則鈦鐵礦中可提取氧的質量分數(shù)的表達式為________________。
（3）經專家評審后，認定兩個方案都很有意義，但實驗設計方面還存在不足之處，例如圖－2裝置在加熱時，生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收，同時鈦鐵礦和炭粉在加熱時還會產生CO，給實驗帶來誤差。
①請對學生乙的設想提出改進措施：改用圖－1裝置，并在U型管B之前增加盛有________ 的燃燒管，________________。
②改進后，實驗自始至終需持續(xù)向裝置A中通入N2的目的是________________。
[探究二]納米TiO2作為一種光催化劑越來越受到人們的關注，現(xiàn)正廣泛開發(fā)運用。
（4）某科研小組在不同的載體（鈦片、鋁片、陶瓷）表面制備二氧化鈦薄膜，來考察不同載體TiO2薄膜光催化使甲基橙脫色，每次光照20min取一次樣，實驗結果如圖所示，下列說法正確的是________。
（a）不同載體，無論何種溫度一定是鈦片最好
（b）約在520℃時，鈦片載體的光催化活性最好
（c）無論何種載體，催化活性總是隨溫度的升高而升高
（d）不同負載TiO2薄膜的光催化活性不同

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