Question

【題目】一碳化學是以分子中只含有一個碳原子的化合物（如CO、CH4等）為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學．CO是從煤的氣化或合成氣得到的。

（1）煤的氣化主要反應有：

a. 2C+O2═2CO

b. C+H2O═CO+H2

c. CO+H2O═CO2+H2

上述反應屬于氧化反應的是___________（填序號）。

（2）合成氣可通過天然氣的重整得到，如CH4+H2O═CO+3H2，合成氣可制二甲醚，二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀的新型燃料．合成氣還可用于冶煉金屬，用它冶煉鐵的部分生產過程示意如下：

①二甲醚可由合成氣（CO和H2）在一定的條件下制的．用合成氣制二甲醚時，還產生了一種可參與大氣循環的、常溫為液態的氧化物，寫出該反應的化學方程式： ______________。

②合成氣在冶煉鐵的生產過程中所起的作用是_________________。

（3）化學興趣小組的同學為了測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數．

Ⅰ.甲同學取一定質量的赤鐵礦粉與過量的木炭粉混合后，用下圖所示裝置以合理的操作步驟測定（假設雜質始終不發生變化）。實驗中持續通入干燥的氮氣．加熱前緩緩通入一段時間，其作用是排盡裝置內的空氣。

①停止加熱前__________（填“是”或“否”）需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸？為什么？____________________。

②如果氫氧化鈉溶液對二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同學用氫氧化鈉溶液的質量變化測定出氧化鐵的質量分數將_________（選填“偏大”、“偏小”或“準確”），原因是______。

Answer 1

【答案】a 2CO+4H2CH3OCH3+H2O 還原金屬氧化物 不需要 因為實驗中要持續通入氮氣 偏小 氫氧化鈉吸收了生成的二氧化碳但不能吸收一氧化碳，同時氣體放出時會帶走部分水蒸氣。

【解析】

（1）氧化反應需要氧氣參與反應，符合此特點只有a；

（2）①反應物為一氧化碳和氫氣，在一定條件下反應生成了二甲醚，另一種產物為常溫下的氧化物，且為液態，可知為水，因此一氧化碳與氫氣在一定條件下反應生成二甲醚和水，反應的化學方程式為：2CO+4H2CH3OCH3+H2O；

②加入的是金屬氧化物，通入合成氣后得到了金屬單質，所以合成氣的作用是還原金屬氧化物；

（3）①實驗過程中一致通入氮氣，保持內部氣體的體積，以保證壓強的平衡，因此停止加熱后，也不需要斷開裝置，由于氮氣的持續通入，避免了壓強減小；

②二氧化碳只能被氫氧化鈉吸收，而過量碳與氧化鐵反應后生成氣體包括一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳就不能被氫氧化鈉吸收，同時，氣體通入氫氧化鈉溶液后，由于一氧化碳不溶于水，也會帶出水蒸氣，這樣就會使氫氧化鈉增加質量減小，從而使得測得氧元素質量減少，根據氧元素質量守恒，推出的氧化鐵質量減少，測定最終氧化鐵質量分數就偏小。