【題目】美國計劃2020年再次登陸月球，并在月球上建立永久性基地，為人類登陸新的行星做好前期準備。為了解決基地人員的供氧問題，科學(xué)家設(shè)想利用月球富氧巖石制取氧氣。其提氧原理是用氫氣還原富氧巖石獲取水，再利用太陽能電池電解水得到氫氣和氧氣。

玄武巖（含鈦鐵礦）是月球的主要巖石之一，其質(zhì)地堅硬，鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵（）。用上述提氧原理，理論上，從1 kg 中可獲取105.3g 。

(1)寫出與反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________。

(2)研究表明，月球上平均直徑為40微米的小圓珠形成的堆積物（富含）是最適合提氧的礦物。這種堆積物作為提氧原料的優(yōu)點是____________________________________________________________。

(3)研究人員查閱文獻后，得知鈦鐵礦在高溫下還能被炭粉還原：，通過植物的光合作用可獲得，化光學(xué)方程式為（葡萄糖）。他們設(shè)計了兩套實驗裝置來測定鈦鐵礦中可提取氧的質(zhì)量分數(shù)。

研究人員用圖1裝置從鈦鐵礦中提取氧，實驗中得出的可提取氧的質(zhì)量分數(shù)大于理論值，產(chǎn)生這種情況的原因可能是______________________；用圖2裝置進行實驗的過程中，稱得反應(yīng)前鈦鐵礦的質(zhì)量為，炭粉的質(zhì)量為，鈦鐵礦完全反應(yīng)后，測得生成的質(zhì)量為，則鈦鐵礦中可提取氧的質(zhì)量分數(shù)為________________。

(4)在鈦鐵礦提氧過程中科學(xué)家們常選用而不用其他還原劑，其主要原因是______________________。

【答案】 無需進行巖石破碎工作、可提取氧的質(zhì)量分數(shù)大 未經(jīng)干燥、U形管中堿石灰吸收了空氣中的水分 的氧化產(chǎn)物水無污染，電解水產(chǎn)生的能夠循環(huán)利用

【解析】

鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵（）與氫氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到水，再電解水得到氧氣，根據(jù)得失電子守恒，推知中鐵元素化合價降低；

(1)的物質(zhì)的量為6.58 mol，105.3g 中含O的物質(zhì)的量為6.58 mol，故結(jié)合提氧原理可知生成的物質(zhì)的量也為6.58 mol，與的物質(zhì)的量之比為，據(jù)此可確定反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（2）無需進行巖石破碎工作、可提取氧的質(zhì)量分數(shù)大，故平均直徑為40微米的小圓珠形成的堆積物（富含）是最適合提氧的礦物。

(3)圖1中測得的可提取氧的質(zhì)量分數(shù)大于理論值，則可能是通入的未經(jīng)干燥、U形管中的堿石灰吸收了空氣中的水蒸氣；因為圖2中生成的質(zhì)量為 ，故經(jīng)光合作用可獲得的的質(zhì)量為，所以鈦鐵礦中可提取氧的質(zhì)量分數(shù)為。

（4）作還原劑的優(yōu)點為：的氧化產(chǎn)物水無污染，電解水產(chǎn)生的能夠循環(huán)利用。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】根據(jù)下列框圖關(guān)系填空，已知反應(yīng)、是我國工業(yè)生產(chǎn)中的重要反應(yīng)，X常溫下為無色無味透明液體；C焰色反應(yīng)火焰呈黃色，J為紅褐色沉淀；D、E常溫下為氣體，且E能使品紅溶液褪色；A固體中僅含兩種元素，其中金屬元素的質(zhì)量分數(shù)約為．

（1）的化學(xué)式為______；

（2）固體A中所包含的化學(xué)鍵與固體B類似，則A的電子式為______；

（3）反應(yīng)的離子方程式：______；

（4）反應(yīng)的離子方程式：______；

（5）已知每生成，放出熱量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：______．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】請回答下列問題。

(1)水的電離平衡曲線如圖所示，若A點表示25℃時水的電離達平衡時的離子濃度，B點表示100℃時水的電離達平衡時的離子濃度。

①100℃時1 mol·L－1的NaOH溶液中，由水電離出的c(H＋)＝______mol·L－1，Kw(25℃)________Kw(100℃) (填“>”、“<”或“＝”)。

②25℃時，向水的電離平衡體系中加入少量NH4Cl固體，對水的電離平衡的影響是_____(填“促進”、“抑制”或“不影響”)。

(2)電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強弱的量。已知如表數(shù)據(jù)。

化學(xué)式

電離平衡常數(shù)(25℃)

HCN

K＝4.9×10－10

CH3COOH

K＝1.8×10－5

H2CO3

K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11

①25℃時，有等濃度的a.NaCN溶液b.CH3COONa 溶液c.Na2CO3溶液，三種溶液的pH由大到小的順序為_____________________；(填序號)

②25℃時，等濃度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等體積混合，則c(Na＋)__________c(CH3COO－)(填“>”、“<”或“＝”)；

(3)25℃，兩種酸的電離平衡常數(shù)如下表。

Ka1

Ka2

H2SO3

1.3×10-2

6.3×10-4

H2CO3

4.2×10-7

5.6×10-11

①HSO3-的電離平衡常數(shù)表達式K=_________。

②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為__________________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】丙烷的分子結(jié)構(gòu)可簡寫成鍵線式結(jié)構(gòu)∧，有機物A的鍵線式結(jié)構(gòu)為，有機物B與等物質(zhì)的量的H2發(fā)生加成反應(yīng)可得到有機物A。下列有關(guān)說法錯誤的是（ ）

A.有機物A的一氯代物只有4種

B.用系統(tǒng)命名法命名有機物A，名稱為2，2，3-三甲基戊烷

C.有機物A的分子式為C8H18

D.B的結(jié)構(gòu)可能有3種，其中一種的名稱為3，4，4-三甲基-2-戊烯

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】將0.0100mol·L-1的NaOH溶液滴入濃度為0.0100mol·L-1，體積為20.00mL的CH3COOH溶液．在滴加過程中n(CH3COOH)和n(CH3COO-)隨溶液pH的分布關(guān)系如圖。下列說法不正確的是（ ）

A.pH=4時，醋酸的電離常數(shù)Ka≈1.8×10-5

B.B點時，c(CH3COOˉ)=c(CH3COOH)

C.B點時，在溶液中滴入酚酞試劑，溶液顯紅色

D.C點時，c(CH3COOˉ)>c(Na+)>c(H+)>c(OHˉ)

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鮮花保鮮劑S-誘抗素制劑，可保證鮮花盛開。S-誘抗素的分子結(jié)構(gòu)如下圖，下列關(guān)于該物質(zhì)的說法不正確的是（ ）

A.其分子式為C15H20O4

B.既能發(fā)生加成反應(yīng)，又能發(fā)生取代反應(yīng)

C.1mol該物質(zhì)完全燃燒，需要消耗403.2L氧氣

D.既能使紫色石蕊試劑顯紅色，又能使酸性KMnO4溶液褪色

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】（1）1mol氫氣在氯氣中充分燃燒生成氯化氫氣體時放出184.6 kJ的熱量，試寫出對應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________________。標準狀況下11.2L氫氣在氯氣中充分燃燒放出的熱量是______kJ。

（2）A(g)+B(g)C(g)+D(g)過程中的能量（kJ）變化如圖所示，回答下列問題。

①反應(yīng)物A(g)和B(g)具有的總能量_______（填大于、小于、等于）生成物C(g)和D(g)具有的總能量。

②該反應(yīng)是_______反應(yīng)（填吸熱、放熱），△H=_____（用E1和E2表示）。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】500 mL KNO3和Cu(NO3）2的混合溶液中c(NO）＝0.6 mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24 L氣體(標準狀況下），假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是

A.原混合溶液中c(K＋）為0.2 mol·L－1

B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子

C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05 mol

D.電解后溶液中c(H＋）為0.2 mol·L－1

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】反應(yīng)A+BC(ΔH < 0)分兩步進行:①A+BX(ΔH>0); ②XC(ΔH<0)。下列示意圖中,能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是(　　)。

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案