Question

新聞資料：“嫦娥一號”成功發(fā)射是我國邁出地球的第一步，是中國航天事業(yè)發(fā)展的又一重大里程碑．新短短50多年就走完了工業(yè)化國家一二百年的路程．從一根鐵釘、一盞油燈、一盒火柴都需要進(jìn)口，到衛(wèi)星頻頻升空、“奔月”工程一步步實現(xiàn)，跨時代的跨躍，超想象的巨變，每個中國人無不為此自豪!
月球作為地球的衛(wèi)星被專家視為地球的“后院”和“第八大洲”，有著可以為人類利用的豐富資源．現(xiàn)有科學(xué)探索發(fā)現(xiàn)，月球上蘊(yùn)藏著豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等礦產(chǎn)，其中鈦鐵礦（FeTiOx），不僅是生產(chǎn)金屬鐵、鈦的原料，這所含的氧還是未來月球基地生活用水和生產(chǎn)用水的重要來源．月球的土壤和巖石中蘊(yùn)藏著豐富的“氦-3”燃料，“氦-3”是一種高效、清潔、安全、廉價的核聚變發(fā)電燃料．在地球礦產(chǎn)資源面臨耗盡、石油枯竭遲早到來的情況下，載人航天登上月球，可以使之成為人類探測宇宙的前哨，對解決人類持續(xù)發(fā)展即將面臨的難題具有重大意義．
設(shè)計問題：根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）我國于2007年10月24日成功發(fā)射的“嫦娥一號”將對月球進(jìn)行全球性、整體性和綜合性探測，月球上蘊(yùn)藏著豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等礦產(chǎn)，這里的鈦、鐵、鈾…指的是

 

．
（2）月球上的“氦-3”蘊(yùn)藏量巨大，探月的目的之一是獲取核聚變?nèi)剂?---氦-3，以解決地球能源危機(jī)．氦-3原子核里有2個質(zhì)子，1個中子，相對原子質(zhì)量為3，下列表示氦-3原子的結(jié)構(gòu)示意圖中正確的是（　　）

（3）月巖中鈦鐵礦主要成分的化學(xué)式為FeTiOx，其中鐵元素和鈦元素的化合價均顯+3價．則x為

 

．
（4）發(fā)射“嫦娥一號”的長三甲火箭燃料是偏二甲肼（X），氧化劑是四氧化二氮（N₂O₄），燃燒的化學(xué)方程式為：X+2N₂O₄=3N₂+2CO₂+4H₂O，X的化學(xué)式為

 

．
（5）“嫦娥一號”所用的燃料是液態(tài)氫，助燃劑是液態(tài)氧，燃燒時產(chǎn)生巨大和推動力將“嫦娥”送上了太空．
①、寫出氫氣燃燒的反應(yīng)化學(xué)方程式

 

；
②、液態(tài)氫作燃料除了燃燒時產(chǎn)生較大的推動力外，另一個優(yōu)點是

 

．
（6）月球巖層中含有較豐富的鎂資源．請用化學(xué)方程式解釋下列設(shè)想：
利用鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，同時放出大量熱，以解決人類在月球上生存的燃料問題：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)可用元素的概念描述物質(zhì)的組成，判斷月球上礦藏富含的組成元素；
（2）根據(jù)氦-3原子核里有2個質(zhì)子，氦-3原子核外電子數(shù)也為2，據(jù)此判斷氦-3原子的結(jié)構(gòu)示意圖；
（3）根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為0，利用化合物的化學(xué)式及各元素的化合價，計算其中氧原子個數(shù)x的值；
（4）根據(jù)化學(xué)變化前后原子種類、個數(shù)不變，利用反應(yīng)的化學(xué)方程式，推斷物質(zhì)X的化學(xué)式；
（5）①根據(jù)氫氣的化學(xué)性質(zhì)，寫出氫氣燃燒的化學(xué)方程式；
②根據(jù)氫氣燃燒的特點，說出利用氫氣做燃料的優(yōu)點；
（6）利用對鎂在二氧化碳燃燒的介紹，根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答：解：（1）月球上蘊(yùn)藏著豐富的含鈦等元素的礦物；
（2）根據(jù)氦-3原子核里有2個質(zhì)子、核外電子數(shù)也為2，可判斷圖D的結(jié)構(gòu)示意圖為表示氦-3原子的結(jié)構(gòu)示意圖；
（3）由化合物的化學(xué)式為FeTiOx，其中鐵元素和鈦元素的化合價均顯+3價，氧為-2價，根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為0，則有（+3）+（+3）+（-2）×x=0，解之得x=3；
（4）由反應(yīng)的化學(xué)方程式X+2N₂O₄═3N₂+2CO₂+4H₂O，反應(yīng)后3N₂、2CO₂、4H₂O中含有N、C、O、H原子的個數(shù)分別為6、2、8、8，而反應(yīng)前的2N₂O₄中僅含N、O兩種原子且原子個數(shù)分別為4、8，根據(jù)化學(xué)變化前后原子種類、個數(shù)不變，可知反應(yīng)物X的分子由2個N原子、2個C原子、8個H原子構(gòu)成，則物質(zhì)X的化學(xué)式為C₂H₈N₂；
（5）①氫氣可以在氧氣中燃燒生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；
②由于氫氣燃燒只生成水，因此，使用氫氣做燃料的優(yōu)點無污染；
（6）根據(jù)鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C；
故答案為：（1）元素；（2）D；（3）3；（4）C₂H₈N₂；（5）①2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；②無污染；（6）2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C．

點評：本題解答時涉及元素的使用、原子的構(gòu)成、化合價代數(shù)和的計算、利用反應(yīng)化學(xué)方程式推斷物質(zhì)的化學(xué)、化學(xué)方程式的書寫等基礎(chǔ)知識與技能．