18. (10分)月壤中含有大量氧元素,若能在月壤中找到氢元素,将为“月壤制水”提供可能。为此,我国科研团队对嫦娥五号月壤进行深入研究,有如下新发现:① 月壤中的钛铁矿储存了氢;② 加热月壤,钛铁矿中铁的氧化物与氢反应得到水,且月壤中含铁物质的质量随温度的变化情况如图所示;③1g月壤大约可产生63mg水。据此,科研团队提出月球水资源开采的新设想:在月球上采用合适的手段聚焦太阳光,直接加热月壤至熔融状态,即可实现水的制取。请回答下列问题。

(1) 铁的氧化物(如FeO)与氢气反应生成铁和水,该反应属于(
(2) 可用于聚焦太阳光的仪器(或用品)有(
(3) 63mg水中氢元素的质量为(
(4) 加热月壤至500~600℃时,铁单质的质量保持不变。该条件下,含铁物质与氢(用$H_2$表示)反应的化学方程式为
(5) 我国科研团队关于“月壤制水”的研究成果对未来月球科研站建设具有重要意义,体现在(
(1) 铁的氧化物(如FeO)与氢气反应生成铁和水,该反应属于(
置换反应
)。(2) 可用于聚焦太阳光的仪器(或用品)有(
凸透镜
)。(3) 63mg水中氢元素的质量为(
7
)mg。(4) 加热月壤至500~600℃时,铁单质的质量保持不变。该条件下,含铁物质与氢(用$H_2$表示)反应的化学方程式为
$ Fe_2O_3 + H_2 \xlongequal{500\sim600°C} 2FeO + H_2O $
。(5) 我国科研团队关于“月壤制水”的研究成果对未来月球科研站建设具有重要意义,体现在(
为月球科研站提供水资源
)。答案
(1) 置换反应
(2) 凸透镜
(3) 7
(4) $ Fe_2O_3 + H_2 \xlongequal{500\sim600°C} 2FeO + H_2O $
(5) 为月球科研站提供水资源
(2) 凸透镜
(3) 7
(4) $ Fe_2O_3 + H_2 \xlongequal{500\sim600°C} 2FeO + H_2O $
(5) 为月球科研站提供水资源
解析
(1)置换反应
(2)放大镜
(3)7
(4)${3H_2 + Fe_2O_3\xlongequal{500 - 600° C} 2Fe + 3H_2O}$
(5)为月球科研站提供水资源
19. (7分)碳酸锂$(Li_2CO_3)$广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、$Li_2SO_4$和$MgCl_2)$制备$Li_2CO_3$的工艺流程如下。回答下列问题。

(1) 浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li⁺外,还有(
(2) “除杂1”所得滤渣的主要成分除$CaSO_4$外,还有(
(3) “除杂2”中加入$Na_2CO_3$溶液的目的是(
(4) “滤液2”显(
(5) 结合右图分析:

“调pH”至溶液呈中性,“操作1”为
(6) “沉锂”时发生反应的化学方程式为
(1) 浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li⁺外,还有(
Na⁺、Mg²⁺
)。(2) “除杂1”所得滤渣的主要成分除$CaSO_4$外,还有(
Mg(OH)₂
)。(3) “除杂2”中加入$Na_2CO_3$溶液的目的是(
除去溶液中的Ca²⁺(或除去过量的Ca(OH)₂)
)。(4) “滤液2”显(
碱
)性。(5) 结合右图分析:
“调pH”至溶液呈中性,“操作1”为
蒸发结晶
。若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,则析出的NaCl固体中可能含有LiOH,原因是LiOH的溶解度较小,蒸发结晶时会析出
。(6) “沉锂”时发生反应的化学方程式为
2LiCl + Na₂CO₃ = Li₂CO₃↓ + 2NaCl
。答案
19. (1)Na⁺、Mg²⁺
(2)Mg(OH)₂
(3)除去溶液中的Ca²⁺(或除去过量的Ca(OH)₂)
(4)碱
(5)蒸发结晶;LiOH的溶解度较小,蒸发结晶时会析出
(6)2LiCl + Na₂CO₃ = Li₂CO₃↓ + 2NaCl
(2)Mg(OH)₂
(3)除去溶液中的Ca²⁺(或除去过量的Ca(OH)₂)
(4)碱
(5)蒸发结晶;LiOH的溶解度较小,蒸发结晶时会析出
(6)2LiCl + Na₂CO₃ = Li₂CO₃↓ + 2NaCl
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