为什么要空氧混合材料:人类要在月球居住.首先离不开淡水和氧气.而月球上既没有水又没有空气.科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿.成分为TiO2.Fe2O3的混合物.若将这些矿石利用CO来还原可以提炼单质钛和铁.若用氢气还原.可以得到淡水.若将这些矿石通电.还可以从中分离出氧气.(1)月球土壤中存在天然的铁.金

新闻资讯2026-04-17 14:26:41

分析 (1)根据金属活动性顺序表的应用分析.在金属活动性顺序表中,位于氢前面的金属能与酸反应;
(2)根据原子的相关知识进行解答给题目,主要要用到的知识点:①原子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式②原子结构示意图分层排布规律:第一层最多2个电子,第二层最多8个电子③在原子中,核内质子数=核外电子数④相对原子质量≈质子数+中子数,据此分析即可.
(3)根据质量守恒定律可以判断物质的化学式;
(4)①根据一氧化碳还原TiO2、Fe2O3的反应写出反应的方程式;
②根据铁能被磁铁吸附分析回答;
③根据一氧化碳有毒能污染空气分析.
(5)①比较两种金属的活动性,可以假设一种比另一种活动性强;
②根据钛的性质分析考虑;
③根据提供的信息,可以比较钛和铝的活动性,然后根据性质推断用途.
(6)依据不纯物质的化学方程式有关计算分析解答.

解答 解:(1)由金属活动性顺序可知,题目中铁、金、银的活动性为:Fe>(H)>Ag>Au;若将混合金属放入足量的盐酸中充分反应,然后过滤,剩余的固体中可以回收得到的金属组合是Ag、Au;
(2)A、因为He-3原子核内含有2个质子,带两个单位正电荷,由核外电子数=核内质子数可得,核外电子数应为2,故A错误.
B、因为其相对原子质量≈质子数+中子数=1+2=3;故B错误;
C、核内质子数为2的He元素的原子结构示意图圆圈中质子数的数值应为2,故C错误.
D、原子结构为核内2个质子,核外2个电子,该结构示意图符合该特点且核外电子排布正确,故D正确.
故选D.
(3)由反应2H2O2+A═N2+4H2O可知,反应后有氢原子:8个,氧原子:4个,氮原子:2个,由质量守恒定律反应前后原子的种类及数目可推出:A中有氢原子个数为:8-4=4个,氮原子个数为:2-0=2个,故A的化学式应为:N2H4
(4)①在加热的条件下,一氧化碳能将二氧化钛、氧化铁还原为钛、铁,反应的方程式是:2CO+TiO2$frac{縛line{;高温;}}{;}$Ti+2CO23CO+Fe2O3 $frac{縛line{;高温;}}{;}$3CO2+2Fe;
②由于铁能被磁铁吸附,所以可用磁铁吸附将生成的钛和铁分开;
③在一氧化碳还原氧化物时,小月认为先通一段时间CO排空,然后再点燃C和A中的酒精灯,小亮认为这样做不好,他的理由是:会有CO扩散到空气中造成空气污染.
(5)①比较钛与铁的金属活动性哪一种强,可以假设钛比铁强,根据排在前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来设计实验,并推测反应现象.所以:
【提出假设】:钛的金属活动性比铁强.
【设计实验】:把钛放入硫酸亚铁溶液中观察.
若钛的活动性比铁强,以上实验出现的现象是:钛表面生成黑色物质,溶液由浅绿色变为无色.
②钛是比较活泼的金属,耐腐蚀性却很强的原因可能是钛的表面易形成致密的氧化物保护膜.
③若要比较铝片和钛片的硬度,方法是:相互刻.
“物质的性质在一定程度上决定着它的用途”,钛具有“亲生物”性,在人体内能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,可以制人造骨; 密度小,硬度大,可以用于飞机、飞船等航空工具.
(6)设需含氧化铁76%的上述含氧钛铁矿的质量为x  
3CO+Fe2O3$frac{縛line{;高温;}}{;}$2Fe+3CO2
         160              112
       76%x          2310t(1-3%) 
$frac{160}{112}=frac{76%x}{2310t(1-3%)}$     解得:x≈4211.8t 
故答为:(1)C; (2)D; (3)D;高
(4)①2CO+TiO2$frac{縛line{;高温;}}{;}$Ti+2CO2(或3CO+Fe2O3 $frac{縛line{;高温;}}{;}$3CO2+2Fe);②用磁铁吸引;
③CO与玻璃管内空气混合加热可能爆炸  
(5)①【提出假设】:钛的金属活动性比铁强.
【设计实验】:把钛放入硫酸亚铁溶液中观察.
现象是:钛表面生成黑色物质,溶液由浅绿色变为无色.
②常温下钛与空气中氧气反应生成一层致密的氧化膜.
③方法是:相互刻画.用途是  作人造骨.
(6)需要含氧化铁76%的上述含氧钛铁矿4211.8吨

点评 此题是一道多点知识考查题,解题的关键是掌握有关金属的活动性顺序的应用以及金属冶炼的有关知识;