跨學(xué)科實踐活動10調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新

型能源的應(yīng)用

命題探究

本實踐活動與“材料的性質(zhì)和應(yīng)用、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移”知識內(nèi)容緊密相連，主要包含以下4個活動

任務(wù)：任務(wù)一了解我國宇航產(chǎn)品的基本情況；任務(wù)二了解宇航產(chǎn)品的材料選擇；任務(wù)三了解宇航產(chǎn)

品的能源選擇；任務(wù)四設(shè)想航天科技領(lǐng)域中未來的新型材料和能源。中考的命題也是圍繞這幾個活動

任務(wù)為命題情境，以化學(xué)學(xué)科知識如金屬材料的性質(zhì)和用途、燃料的燃燒和優(yōu)點等為命題落腳點。在選

擇題和填空題、探究題中均有所涉及。

專項特訓(xùn)

1.（2022?山東青島?中考真題）2022年4月16日，"神舟十三號”三位航天員"太空出差"凱旋歸來。彰顯了

我國在航天領(lǐng)域的科技實力。制造載人飛船和太空艙使用了鎂合金和鈦合金，工業(yè)上可用下圖所示流程制

備鎂和鈦。下列說法不正確的是

A.步驟①中可以加入石灰乳

B.步驟②和④中發(fā)生的反應(yīng)都是復(fù)分解反應(yīng)

C.該流程中氯化鎂可以循環(huán)利用

D.步驟④中氤氣作保護氣是因為其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定

2.（2021?山東濰坊?中考真題）2021年中科院航天催化材料實驗室將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇（CWOH,常溫下是

液態(tài)）實現(xiàn)了天然氣的高效利用，反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法錯誤的是

3

H\4

A.鐵為該反應(yīng)的催化劑B.該過程中，CFU發(fā)生還原反應(yīng)

C.生成CH30H過程中，分子數(shù)目減少D.將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇有利于儲存和運輸

3.（2024九年級下?湖北荊州?專題練習(xí)）2024年“中國航天日”活動主題是"極目楚天，共襄星漢”。鈦合金

是常用的航天材料，鈦在元素周期表中的信息及原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是

A.屬于非金屬元素，位于第四周期

B.二氧化鈦的化學(xué)式為。2不

C.x=2,鈦原子易失去電子，易形成Ti2+

D.Ti的相對原子質(zhì)量為47.87g

4.（2024?安徽合肥?一模）錯是航天材料中的重要組成部分。飴在元素周期表中的信息如圖所示。下列說

法正確的是

A.屬于非金屬元素B.給原子質(zhì)量為178.5

C.錯原子中的中子數(shù)為72D.金屬銘的化學(xué)式為Hf

5.（2024?河北邯鄲?模擬預(yù)測）中國的航天力量日益強大，在航天科技中會用到大量金屬材料。下列有關(guān)

金屬材料的說法錯誤的是

A.黃銅的硬度比純銅的大B.金屬在常溫下大多數(shù)都是固體

C.生銹的鐵制品沒有回收價值D.鋁合金被廣泛用于火箭、飛機、輪船等制造業(yè)

6.（2024?山西?模擬預(yù)測）2024年4月25日"神舟十八號"載人飛船成功發(fā)射，標(biāo)志著我國載人航天進入新

的發(fā)展階段。其中長征2F型火箭使用的推進劑為偏二甲期和四氧化二氮（WO。下列物質(zhì)中氮元素的化合

價與四氧化二氮相同的是

A.N2B.HNO2C.NH3D.NO2

7.（2011?山東濟寧?中考真題）⑴氫氣是最輕的氣體，難溶于水。氫氣作為未來的理想能源，是航天工業(yè)

的高能燃料，也是化工生產(chǎn)的重要原料。實驗室通常采用下面裝置制取少量氫氣，請根據(jù)

要求回答：

NaOH

.溶液

CDEFG

要求回答：

①實驗室使用稀鹽酸和金屬鋅制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為,這種方法制得的氫氣往往

含有少量（原因是）和水蒸氣，可將雜質(zhì)氣體通過裝置

除去；

②實驗中可采用裝置收集氫氣；集滿氫氣后的集氣瓶按裝置G方式放置備用，原因

是O

⑵某校課題研究小組到電鍍廠考察，了解到鐵件鍍銅的主要工藝流程如下：

流程I堿洗流程n酸洗流程ni電鍍流程IV廢水處理

結(jié)合流程中提供的信息回答：

①流程回廢水中含有的物質(zhì)有；

②經(jīng)測定：流程團中廢水的pH為4,廢水中一定沒有

③流程團廢水中除流程回、回引入的物質(zhì)外，還含有;

請設(shè)計簡單方案來證明你的推斷：

8.（2024?貴州遵義?模擬預(yù)測）2024年4月25日，神舟十八號太空飛船成功發(fā)射，標(biāo)志著我國載人航天進

入新的發(fā)展階段。

⑴神舟十八號從鎘銀蓄電池升級到鋰電池，電池在使用過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為能。

⑵含金屬鋁的返回艙在高于1600回時，仍能保持完整外形，請結(jié)合下標(biāo)分析原因_________。

物質(zhì)熔點/回沸點/回

AI660.42467

AI2O320503000

⑶制作飛船時常在金屬鋁中添加一定比例的其他金屬使其具有更好的性能，如Mn和Cu等。小組同學(xué)欲探

究金屬Mn的化學(xué)性質(zhì)，進行了如圖的三個實驗。Mn是一種難溶于水的灰白色固體。鎰元素在化合物中常

顯+2價，其溶液呈淺粉色。

I—恬絲陰續(xù)鋁絲

二二MnCL

:3—稀鹽酸E溶液

O

AC

①A試管中銃絲表面有氣泡生成，溶液由無色變?yōu)闇\粉色，請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，B試管無明顯

現(xiàn)象，可得出活動性Mn>Cu；

②C試管中的現(xiàn)象為,由此可以得出活動性AI>Mn；

③同學(xué)們認(rèn)為，只用一支盛有少量稀硫酸（能一次性被金屬絲消耗完）的試管，向其中插入三種金屬絲，

當(dāng)金屬絲插入順序為時，也可比較Al、Mn、Cu的金屬活動性。

④反應(yīng)后將A、B、C試管混合在一起，有氣泡產(chǎn)生，溶液為淺粉色。混合后溶液中一定含有的溶質(zhì)是:o

⑤提供足量的含Mn、Cu的鋁合金和稀鹽酸，欲確定各金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請寫出實驗操作及需要收集的實

驗證據(jù)有o

⑷通過以上金屬的利用及實驗可歸納出金屬的化學(xué)性質(zhì)有o

9.（2018?安徽蕪湖?一模）鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、

機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對鋁合金的需求日益增多，使鋁合金的

研究也隨之深入。已知某鋁合金粉末除鋁外，還含有鐵、銅中的一種或兩種。某興趣小組在老師的指導(dǎo)下，

對鋁合金粉末中鐵、銅的存在情況進行了探究。

【查閱資料】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H2。=2m人1。2+3力個（產(chǎn)物NaAICh溶于水）；Fe、

Cu不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

猜想1：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵。

猜想2：該合金粉末中除鋁外，還含有銅。

猜想3：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵、銅。

【實驗探究】下列實驗僅供選擇的試劑：10%鹽酸、30%NaOH溶液。

實驗方案實現(xiàn)現(xiàn)象結(jié)論

①取一定量的合金粉末，加過量的________,充粉末部分溶解，并有氣體放合金中一定含

分反應(yīng)后過濾，濾渣備用。出。有______0

②取步驟①所得濾渣，加過量的________,充分濾渣部分溶解，并有氣體放合金中一定含

反應(yīng)。出，溶液呈淺綠色。有_______。

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

①30%NaOH溶液鋁

②10%鹽酸鐵、銅

【探究結(jié)論】猜想成立。

【反思】一般來說，活潑金屬能與鹽酸等酸反應(yīng)，而鋁與酸、堿都能反應(yīng)，說明鋁具有特殊的性質(zhì)。寫出

鋁與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式O

【拓展與分析】

為了驗證鋁、鐵的金屬活動性強弱，小劉同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案：把表面積相同的鋁絲和鐵片同時投入

到相同體積的稀鹽酸中，比較反應(yīng)的劇烈程度。請你評價該方案在操作過程中和控制變量上的不足之處。

操作過程中的不足之處o

控制變量上的不足之處O

請你再設(shè)計一種不同類型的實驗方案，驗證鋁、鐵的金屬活動性強弱。=

10.（2024?山東濟南?二模）2024年4月24日是第九個“中國航天日"，今年的主題是"極目楚天，共襄星漢”。

4月25日晚，神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭發(fā)射成功，我國航天事業(yè)再登新高。

回、生命保障

⑴航天飛行會導(dǎo)致航天員的鈣流失，鈣屬于人體中的（填"常量"或"微量"）元素。

（2）航天食品中包含牛肉和蔬菜，其中主要為航天員提供維生素C的食品是。

回、能源系統(tǒng)

⑶運載火箭使用的推進劑為偏二甲朋（C2H8N2）和四氧化二氮（NQ,）。偏二甲腫（C2H8N2）屬于（填

"氧化物"、"有機物"、"無機物"之一），其中碳、氮兩種元素的質(zhì)量比為（填最簡整數(shù)比）。

⑷此次發(fā)射的神舟十八號飛船在電源系統(tǒng)方面進行了改進，將銘銀電池更換為電池容量更大、系統(tǒng)可靠性

更高的鋰電池。飛船充電使用太陽翼（即太陽能電池板），它是一種將能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

國、航天材料

⑸下列航天服的制造材料中屬于有機合成材料的是（填序號之一）。

A.純棉舒適層B.羊毛保暖層

C.鍍鋁防護層D.聚氯乙烯管水冷層

⑹鈦（Ti）被稱為航空金屬，建造空間站使用的鈦合金具有很多優(yōu)良的性能，如圖是以鈦鐵礦【主要成分為

鈦酸亞鐵（FeTiO3）］為主要原料冶煉金屬鈦的生產(chǎn)工藝流程：

①鈦酸亞鐵的化學(xué)式為FeTiC>3,其中鈦元素的化合價為價。

②反應(yīng)①之前需要將鈦鐵礦粉碎，目的是。操作a的名為。

③反應(yīng)②除了生成TiCl,,還生成一種有毒的可燃性氣體，該氣體的化學(xué)式為o

④寫出③中金屬鎂和TiCl,反應(yīng)的化學(xué)方程式。

11.（2023?廣東肇慶?二模）"逐夢寰宇問蒼穹”，歷經(jīng)三十年，中國從航天大國邁向航天強國。

⑴二苯甲烷二異氨酸酯（C15H10N2O2）是航天服的生產(chǎn)原料之一，此物質(zhì)中碳、氫元素的原子個數(shù)比

為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素是（填元素符號）。

⑵搭載夢天實驗艙的運載火箭型號是長征五號B,其發(fā)動機點火管用鴇合金來制作，該合金具有熔點

（填"高"或"低"）的性質(zhì)。

⑶天宮空間站內(nèi)，宇航員呼出的二氧化碳和電解水生成的氫氣在一定條件下反應(yīng)的微觀示意圖如下：

用爹碳原子

OO8L'QO氧原子

00OO

O氫原子

該反應(yīng)涉及種氧化物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

⑷返回艙返回時的動力來自液氫和液氧，在即將著陸前，要迅速釋放剩余的燃料，這樣做的目的是

12.（2022?江蘇揚州?一模）"感知宇宙奧秘，放飛航天夢想"。中國空間站"天宮課堂"分別于2021年12月

9日和2022年3月22日開講，請回答下列問題。

圖1圖2圖3

⑴在空間站的建設(shè)中使用了鈦和鈦合金。鈦元素在元素周期表中的相關(guān)信息如圖1所示。

①鈦元素的相對原子質(zhì)量是O

②鈦合金具有許多優(yōu)良性能，其硬度（填"大于"或"小于"）金屬鈦的硬度。

③空間站的太陽能電池在充電過程中的能量轉(zhuǎn)化：太陽能玲電能玲。

⑵如圖2"泡騰片實驗J航天員將半片泡騰片（含某種酸和碳酸氫鈉）塞入一個藍(lán)色水球里，水球里立即產(chǎn)

生很多氣泡。

①該氣體的化學(xué)式是O

②碳酸氫鈉俗稱小蘇打，生活中可用作（舉一例）。

⑶如圖3"太空冰雪，實驗J實驗中用到了過飽和醋酸鈉溶液，它在太空中形成液體球態(tài)，用帶有結(jié)晶核的

繩子接觸液球，它就會瞬間結(jié)冰，變成"冰球"，這個"冰球"其實是"熱球"。

①過飽和醋酸鈉溶液結(jié)晶過程（填"放熱"或"吸熱"）。

②如圖4是醋酸鈉的溶解度曲線，下列說法正確的是（填字母）。

A.常溫下，醋酸鈉易溶于水

B.40團時，飽和醋酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是65.6%

C.加水能使醋酸鈉溶液從飽和變成不飽和

D.將A點的飽和溶液升溫到60回，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大

（4廣在空間站里，氧氣和二氧化碳是怎么循環(huán)的呢？“地面分課堂的同學(xué)問。空間站中的水、氣整合循環(huán)系

統(tǒng)利用"薩巴蒂爾反應(yīng)"，將CO2轉(zhuǎn)化為W。，配合氧氣生成系統(tǒng)實現(xiàn)5的再生，流程如圖5所示。

圖5

①在氧氣生成系統(tǒng)中，運用電解水的方法制氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

催化劑

②在薩巴蒂爾反應(yīng)系統(tǒng)中，發(fā)生的反應(yīng)為CO2+4H?^=2H2O+X,則X的化學(xué)式為

③在流程圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化中，進入氧氣生成系統(tǒng)發(fā)生電解的水的質(zhì)量_______（填"大于"、"等于"或"小

于"）薩巴蒂爾反應(yīng)系統(tǒng)中生成水的質(zhì)量。

13.（2024?四川廣安?中考真題）2024年5月3日，嫦娥六號探測器由長征五號遙八運載火箭在中國文昌航

天發(fā)射場成功發(fā)射，之后準(zhǔn)確進入地月轉(zhuǎn)移軌道，由此開啟月背"挖寶"之旅。長征五號的推進劑有煤油、液

氫、液氧。

回答下列問題：

⑴煤油燃燒會（填"放出"或"吸收"）熱量。

（2）液氫汽化成氫氣，分子間的間隔（填"增大""減小"或"不變"）。

⑶上述推進劑所含的C、H、0三種元素可組成多種酸，任意寫出其中一種酸的化學(xué)式。

⑷嫦娥六號用到了鈦合金、塑料、碳纖維等多種材料，其中塑料屬于（填"合成材料"或"金屬材料"）。

14.（2013?福建泉州沖考真題）今年6月我國發(fā)射的神舟十號飛船，將全面完成載人航天工程相應(yīng)階段的

各項工作。請回答下列問題：

（1）液氫液氧是運載火箭的推進劑，其中氧氣的作用是。

（2）下列航天食品中，富含蛋白質(zhì)的是（填標(biāo)號）。

a.脫水蔬菜b.魚肉罐頭c.凍干水果d.脫水米飯

（3）鋁合金是制作航天艙外服的材料之一，它屬于（選填"金屬"、"無機非金屬"）材料。

（4）宇航服可采用氫氧化鋰（LiOH）去除二氧化碳?xì)怏w。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2LiOH+CO2=Li2CO3+X,貝1IX的化學(xué)式為。

15.（2024?湖北?模擬預(yù)測）金屬鈦是重要的航天、航海材料。鈦因其硬度大、熔點高，常溫下不和非金屬、

稀酸反應(yīng)，與人體有很好的"相容性"，被譽為"未來金屬"。由鈦鐵礦（主要成分為鈦酸亞鐵）化學(xué)式為（FeTiQ）、

焦炭、氯氣等為原料，提取金屬鈦的主要工藝過程如圖：

⑴鈦酸亞鐵（FeTiCh）中鈦元素的化合價為。

⑵反應(yīng)②中會生成TiCL和一種有毒的氧化物氣體，該氣體的化學(xué)式為o

⑶反應(yīng)③在高溫的條件下進行，其化學(xué)方程式為；該反應(yīng)需在氤氣氛圍中進行,氨氣的作用是o

⑷從反應(yīng)③獲得的鈦中常含有少量鎂，可向鈦中加入足量的（填藥品名稱），充分反應(yīng)后（填化學(xué)

實驗操作）、洗滌、干燥，得到純凈的鈦。

16.（2024?廣東汕頭?一模）化學(xué)與社會、科技、生活息息相關(guān)。

（1廣航天點亮夢想”。搭載神舟飛船的火箭常用液氫作燃料，液氫的化學(xué)式是一。

A.H2?H2OB.CH4C.H2D.NH3

⑵高鐵酸鈉（Na2FeO4）是一種新型凈水劑。高鐵酸鈉中鐵元素的化合價為，消毒后生成鐵離子的符

號為,高鐵酸鈉中鐵元素、氧元素的質(zhì)量比。

⑶在水中加入洗滌劑可以除去衣物上的油污，這是因為洗滌劑具有作用。

⑷烹飪時如遇油鍋著火，滅火的措施是。

17.（2024?江蘇?二模）中國空間站建成國家太空實驗室，標(biāo)志著我國航天科技水平已處于世界領(lǐng)先地位。

中國空間站利用太陽能電池板進行工作，電池板需要用鋁合金加工成的箔片進行密封支撐，鋁合金能加工成

箔片是利用了金屬的（填"導(dǎo)電""導(dǎo)熱"或"延展"）性。

18.（2024?吉林?模擬預(yù)測）大國重器作為時代的最強音，承載著我國的科技成就，"大國重器必須掌握在

自己手里。”請運用所學(xué)知識，解決下面小題。

⑴大國重器中的清華力量一一國家版本館中央總館，收藏了承載中華文明印記的各類資源。其中有很多用

墨汁繪寫的古籍書畫至今沒有褪色，其原因是。

（2）大國重器中的圓夢航天一一大型客機C919,機身采用鋁鋰合金，抗腐蝕性優(yōu)良，除此之外，還具有的性

質(zhì)是O

⑶大國重器中的極地科考一一雪龍2號，全球首艘雙向破冰極地科考船,能夠在1.5米厚冰環(huán)境中破冰航行。

從微觀角度分析，海水結(jié)成海冰主要是—發(fā)生改變。

19.（2024?新疆阿克蘇?三模）我國航天科技水平已處于世界領(lǐng)先地位。航空航天科學(xué)研究涉及許多化學(xué)知

識。

（1）航天員每天的食品要確保營養(yǎng)均衡。青菜為航天員提供的主要營養(yǎng)素是。

⑵長期駐留空間站會導(dǎo)致航天員肌肉萎縮、骨密度降低，可在航天食品中添加含元素的藥品預(yù)防骨質(zhì)

疏松。

⑶太空中、應(yīng)及時補充宇航員吸入的氧氣，說明氧氣具有的用途是=在空間站中一部分氧氣是利用太

陽能電池板提供的電能，通過電解水制備的，反應(yīng)的化學(xué)方程式是,此反應(yīng)的基本反應(yīng)類型為o

此外，還有一部分氧氣是儲存在加壓氧氣罐中從地球上運送到空間站的。氧氣加壓儲存過程的微觀實質(zhì)

是O

⑷神舟十三號載人飛船座艙通過專用風(fēng)機將座艙空氣引入凈化罐，利用無水氫氧化鋰（LiOH）吸收二氧化

碳，凈化后的空氣再重流回座艙。LiOH、NaOH均可吸收CO2,相同條件下，不同吸收劑吸收CO?的最大

質(zhì)量關(guān)系如圖所示，由圖可知，選用LiOH作吸收劑的原因是。

［吸收CO2的質(zhì)量值

/LiOH

/^NaOH

0吸收劑的質(zhì)量/g

20.（2023?四川宜賓?一模）閱讀下面科普