Question

15．2013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：反应的化学方程式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，氢气在与电源负极相连的电极上产生；
③水煤气法制氢气：用焦炭（主要成分是碳单质）为原料与水蒸气在高温时反应制得氢气和二氧化碳，反应的化学方程式为C+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO₂+2H₂．
④氢能是理想的能源，其最大的优点是生成物是水，不污染环境，放热量高；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）“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已知铁橄榄石中硅元素化合价为+4价，则铁元素的化合价是+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；
④根据目前制氢的成本高且不易贮存，使得氢气不能广泛使用解答；
（2）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；化学方程式为：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
③根据题干信息可知，该反应的反应物是碳和水蒸气，生成物是二氧化碳和氢气，条件是高温，化学方程式为：C+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO₂+2H₂；
④氢能是理想的能源，其最大的优点是生成物是水，不污染环境，放热量高；目前制氢的成本高且不易贮存，使得氢气不能广泛使用，故填：制取氢气需要消耗大量的能源．
（2）
①在Fe₂SiO₄中，硅元素显+4价，氧元素显-2价，设铁元素的化合价为x，则
2x+（+4）+（-2）×4=0
x=+2；
②同种元素的原子质子数相同，而相对原子质量=质子数+中子数，所以相对原子质量不同的原因是中子数不同．
故答案为：
（1）①沸点；②2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；负；③C+2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO₂+2H₂；④生成物是水，不污染环境，放热量高；制取氢气需要消耗大量的能源．
；
（2）①+2；②中子数不同．

点评 本题考查了有关氧气的工业制法和电解水以及氢能的使用的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．考查的知识点较多，只要掌握相关知识就能顺利解答．