Question

8．2013年12月14日21时11分，嫦娥三号成功着陆于月球表面，开始对月球进行勘探，这标志着我国成为世界上第三个具有地外天体软着陆和巡视探测技术的国家．
（1）嫦娥三号的着陆器以液氢、液氧做推进剂．工业上制取氧气、氢气方法有：
①分离液态空气法制氧气：是利用空气中各成分的沸点不同进行分离的；
②水电解法制氢气：可在水电解器的两极上分别制得氢气和氧气，氢气在与电源负极相连的电极上产生；
③水煤气法制氢气：用焦炭（主要成分是碳单质）为原料与水蒸气在高温时反应制得H₂和CO₂．反应的化学方程式为C+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO₂+2H₂，这个反应中发生还原反应的物质是水；
④氢能是理想的能源，但从上述两种制法看，还不能广泛使用的原因是制取氢气需要消耗大量的能源．
（2）“嫦娥”和“玉兔”的“身体”表面覆盖着用有机材料聚酰亚胺加入金或银制成的薄膜，具有极好的隔热性能，加入金或银的聚酰亚胺薄膜属于复合材料．
（3）“玉兔”在月球岩石中发现了铁橄榄石（主要成分是Fe₂SiO₄），还在月球物质中捕获到来自太阳风的Ar-36、Ar-38．
①铁橄榄石中铁元素的化合价是+2．
②Ar-36与Ar-38在原子构成微粒上的不同点是中子数不同．

Answer 1

分析 （1）①根据工业制取氧气的原理来分析；②根据电解水的实验现象来分析；③根据题干信息来书写化学方程式，根据化合价的改变情况来分析被还原的物质；④根据氢气的来源和氢气的性质来分析；
（2）根据材料的分类来分析解答；
（3）根据化合价以及同种原子中的中子数可能不同来分析．

解答 解：（1）①分离液态空气法是根据组成空气的各成分的沸点不同加以分离的方法；
②根据“正氧负氢、氢二氧一”进行分析可知，连接电源负极的玻璃管内产生的是氢气；
③根据题干信息可知，该反应的反应物是碳和水蒸气，生成物是二氧化碳和氢气，条件是高温，来书写方程式；氧化还原反应中，氧化剂得电子被还原，所含元素化合价降低，还原剂失电子被氧化，所含元素化合价升高，由此判断被还原的物质是水；
④因制取氢气是利用水分解得到，但水的分解一般需要电解，则制取成本高；因现在正寻找能使水分解的催化剂或利用太阳能使水分解，从而节约能源，则高效、经济的制氢方法还在研究之中；因氢气是气体，氢气难储存，正在寻找储存氢的材料，则高效、价廉的贮氢材料还在研究之中；
（2）金或银属于金属材料，聚酰亚胺属于有机合成材料，二者符合而成的材料属于复合材料；
（3）①在Fe₂SiO₄中，硅元素显+4价，氧元素显-2价，设铁元素的化合价为x，则
2x+（+4）+（-2）×4=0
x=+2；
②同种元素的原子质子数相同，而相对原子质量=质子数+中子数，所以相对原子质量不同的原因是中子数不同．
故答案为：
（1）①沸点；②负；③C+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO₂+2H₂；水；④制取氢气需要消耗大量的能源；
（2）复合；
（3）①+2；②中子数不同

点评 本题考查的知识点较多，只要掌握相关知识就能顺利解答．