Question

【題目】“嫦娥一號”的成功發射，使全國人民歡欣鼓舞．請同學們閱讀下列航天技術中的化學短文并回答有關問題．

材料一：2007年10月24日19時10分，“嫦娥一號”衛星發射成功．下圖是中國月球探測工程標志圖案．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．整體圖形由一弧兩點巧妙形成古文“月”字，同時代表“繞”、“落”、“回”三步走戰略，此作品中國的意味十足，簡潔而明朗，體現了傳統和現代的完美結合．

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．科學家發現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．

請你從化學視角來見證這一偉大時刻：

(1)據了解，發射前8h開始加注火箭第三級使用的燃料液氫和液氧．其中液氧的主要作用是________，液氫的主要作用是________，液氫的使用大大減輕了發射的質量，其原因主要是________．寫出液氫燃燒方程式________．

(2)從鐵生銹條件來分析，月球上鐵制品________（填“易”或“不易”）生銹，原因是：________．

(3)現利用CO來還原TiO2、Fe2O3的混合物提煉單質鈦和鐵，裝置如圖所示，試回答：

①寫出A中CO還原TiO2的化學方程式________．

②就實驗操作順序的問題兩位同學出現了分歧．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解決他們的困難，你的辦法是________________．

(4)小勇同學進一步探究鈦鐵礦中Fe2O3的質量分數，取10g鈦鐵礦樣品進行實驗，待完全反應后，用磁鐵吸引鐵粉，并稱得鐵粉的質量為5.6g，試求算鈦鐵礦中Fe2O3的質量分數為多少________？

Answer 1

【答案】助燃作燃料密度小2H2+O22H2O不易月球上既沒有水又沒有空氣2CO+TiO2Ti+2CO2CO有毒，對空氣有污染CO與容器內空氣混合，點燃后可能會發生爆炸先通一段時間CO，同時點燃C處的酒精燈，排盡玻璃管內空氣，然后再點燃A處的酒精燈（或先用氣球收集尾氣，然后再點燃酒精燈）80%

【解析】

（1）氧氣具有助燃性，火箭中的液氧起助燃作用，液氫是燃料；氫氣的密度小，質量輕，氫的使用大大減輕了發射的質量；液氫與氧氣在點燃的條件下反應生成水，反應方程式為2H2+O22H2O。

（2）月球上沒有氧氣和水，故不易生銹。

（3）①CO與TiO2在高溫的條件下反應生成鈦和二氧化碳，反應方程式為2CO+TiO2Ti+2CO2 ；②一氧化碳是有毒的氣體，直接排放在空氣中會造成空氣污染；A裝置中應該先通入一段時間的一氧化碳在點燃酒精燈，防止一氧化碳的燃燒而引起爆炸；為了防止一氧化碳污染空氣和A裝置中爆炸，應該先通一段時間CO，同時點燃C處的酒精燈，排盡玻璃管內空氣，然后再點燃A處的酒精燈（或先用氣球收集尾氣，然后再點燃酒精燈） 。

（4）設樣品中氧化鐵的質量為x

x=8g

鈦鐵礦中Fe2O3的質量分數為×100%=80%

答：鈦鐵礦中Fe2O3的質量分數為80%。