Question

18．一碳化學(xué)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(xué)．CO是從煤的氣化或合成氣得到的．

（1）煤的氣化主要反應(yīng)有：①2C+O₂=2CO；②C+H₂O=CO+H₂；③CO+H₂O=CO₂+H₂ 上述反應(yīng)中屬于化合反應(yīng)的是①（填序號）．在化學(xué)中，元素化合價在反應(yīng)前后發(fā)生變化的反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng)，則上述反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是①②③（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（CH₃OCH₃），二甲醚被稱為21世紀(jì)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(chǎn)過程示意如圖1：
①二甲醚可由合成氣（CO和H₂）在一定的條件下制得．用合成氣制二甲醚時，還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的、常溫為液態(tài)的氧化物，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O．
②合成氣（CO和H₂）在冶煉鐵的生產(chǎn)過程中所起的作用是將鐵從礦石中還原出來．
（3）甲同學(xué)取50g的赤鐵礦粉與過量的木炭粉混合后，用如圖2所示裝置以合理的操作步驟測定鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)雜質(zhì)始終不發(fā)生變化）．
①實驗中持續(xù)通入干燥的氮氣，加熱前緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間，其作用是排凈玻璃管中的空氣，防止爆炸．充分反應(yīng)一段時間后，b處出現(xiàn)的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁．
②實驗結(jié)束前，應(yīng)該B（填“A”或“B”）．
A．先停止通氮氣，再撤離酒精噴燈  B．先撤離酒精噴燈，再停止通氮氣
停止加熱前是否需要先斷開a和b處的連接以防止倒吸？不需要（填“需要”或“不需要”）．
③寫出碳和氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．如果充分反應(yīng)后，集氣瓶增重13.2g（假設(shè)產(chǎn)生的氣體只有一種且全部被澄清石灰水吸收），則鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合反應(yīng)和氧化反應(yīng)的定義和特點分析反應(yīng)，化合反應(yīng)是指由兩種或兩種以上物質(zhì)反應(yīng)生成另外一種物質(zhì)的反應(yīng)，氧化反應(yīng)是物質(zhì)與氧發(fā)生的反應(yīng)，這里的氧是指氧元素；
（2）①根據(jù)題意，參與大氣循環(huán)的、常溫為液態(tài)的氧化物是水，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件寫出反應(yīng)的方程式．
②根據(jù)CO和H₂具有還原性分析在冶煉鐵的生產(chǎn)過程中所起的作用；
（3）①由于裝置內(nèi)空氣中的氧氣能與碳反應(yīng)生成二氧化碳，據(jù)此分析通入氮氣的作用；
②不需要，因為實驗中要持續(xù)通入氮氣，所以不會出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
③根據(jù)碳與氧化鐵的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出央行華鐵的質(zhì)量，在求出質(zhì)量分?jǐn)?shù)

解答 解：（1）反應(yīng)①中由兩種物質(zhì)生成了一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)，反應(yīng)①②③都是物質(zhì)與氧發(fā)生了反應(yīng)，都屬于氧化反應(yīng)；
（2）①由題意可知參與大氣循環(huán)的、常溫為液態(tài)的氧化物是水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O
②合成氣（CO和H₂）具有還原性，在冶煉鐵的生產(chǎn)過程中所起的作用是將鐵從礦石中還原出來．
（3）①加熱前就通入一段時間氮氣，是要提前排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；
②因整個過程都通氮氣，所以不會出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
③碳和氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑
設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為x
3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑
    320           132
    x             13.2g
$\frac{320}{132}=\frac{x}{13.2g}$  解得   x=32g
鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{32g}{50g}×100%$=64%
故答為：（1）①；  ①②③；（2）①2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O；②將鐵從礦石中還原出來；（3）①排凈玻璃管中的空氣，防止爆炸； 澄清石灰水變渾濁；
②B，不需要． ③3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑，64%

點評 本題主要考查了實驗設(shè)計的問題，有關(guān)實驗方案的設(shè)計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，解答計算時要據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和方程式細(xì)心分析解答．