“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?
网友回答
解:(1)使用的燃料是液氢和液氧,其中液氧的主要作用是助燃,液氢是作燃料,由于氢气是最轻的气体,所以能大大减轻发射的质量,反应得化学方程式为2H2+O22H2O;
(2)铁生锈需要氧气、水的参与,而月球上既没有水又没有空气,所以月球上铁制品不易生锈;
(3)CO还原TiO2的化学方程式为:2CO+TiO2Ti+2CO2,
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,没有考虑到一氧化碳有毒会污染空气;小亮认为先点燃C和A中的酒精灯,然后再通CO,没有考虑到一氧化碳可燃,与空气混合会发生爆炸;正确的操作顺序应该是: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Fe2O3的质量为x,则
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
???? 160?????? 112
???? x???????? 5.6g
???? x=8g
?钛铁矿中Fe2O3的质量分数为:×100%═80%
故