Question

【题目】“嫦娥一号”的成功发射，使全国人民欢欣鼓舞．请同学们阅读下列航天技术中的化学短文并回答有关问题．

材料一：2007年10月24日19时10分，“嫦娥一号”卫星发射成功．下图是中国月球探测工程标志图案．它以中国书法，抽象地勾勒出一轮圆月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想．整体图形由一弧两点巧妙形成古文“月”字，同时代表“绕”、“落”、“回”三步走战略，此作品中国的意味十足，简洁而明朗，体现了传统和现代的完美结合．

材料二：人类要在月球活居住，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，将这些矿石利用CO来还原提炼单质钛和铁，若用氢气还原，可以得到淡水．将这些矿石通电，还可以从中分离出氧气．

请你从化学视角来见证这一伟大时刻：

(1)据了解，发射前8h开始加注火箭第三级使用的燃料液氢和液氧．其中液氧的主要作用是________，液氢的主要作用是________，液氢的使用大大减轻了发射的质量，其原因主要是________．写出液氢燃烧方程式________．

(2)从铁生锈条件来分析，月球上铁制品________（填“易”或“不易”）生锈，原因是：________．

(3)现利用CO来还原TiO2、Fe2O3的混合物提炼单质钛和铁，装置如图所示，试回答：

①写出A中CO还原TiO2的化学方程式________．

②就实验操作顺序的问题两位同学出现了分歧．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________．小亮认为先点燃C和A中的酒精灯，然后再通CO，小月又提出反对，她的理由是________．老师认为他们的反对意见都有一定道理．请你帮助这两位同学解决他们的困难，你的办法是________________．

(4)小勇同学进一步探究钛铁矿中Fe2O3的质量分数，取10g钛铁矿样品进行实验，待完全反应后，用磁铁吸引铁粉，并称得铁粉的质量为5.6g，试求算钛铁矿中Fe2O3的质量分数为多少________？

Answer 1

【答案】助燃作燃料密度小2H2+O22H2O不易月球上既没有水又没有空气2CO+TiO2Ti+2CO2CO有毒，对空气有污染CO与容器内空气混合，点燃后可能会发生爆炸先通一段时间CO，同时点燃C处的酒精灯，排尽玻璃管内空气，然后再点燃A处的酒精灯（或先用气球收集尾气，然后再点燃酒精灯）80%

【解析】

（1）氧气具有助燃性，火箭中的液氧起助燃作用，液氢是燃料；氢气的密度小，质量轻，氢的使用大大减轻了发射的质量；液氢与氧气在点燃的条件下反应生成水，反应方程式为2H2+O22H2O。

（2）月球上没有氧气和水，故不易生锈。

（3）①CO与TiO2在高温的条件下反应生成钛和二氧化碳，反应方程式为2CO+TiO2Ti+2CO2 ；②一氧化碳是有毒的气体，直接排放在空气中会造成空气污染；A装置中应该先通入一段时间的一氧化碳在点燃酒精灯，防止一氧化碳的燃烧而引起爆炸；为了防止一氧化碳污染空气和A装置中爆炸，应该先通一段时间CO，同时点燃C处的酒精灯，排尽玻璃管内空气，然后再点燃A处的酒精灯（或先用气球收集尾气，然后再点燃酒精灯） 。

（4）设样品中氧化铁的质量为x

x=8g

钛铁矿中Fe2O3的质量分数为×100%=80%

答：钛铁矿中Fe2O3的质量分数为80%。