Question

18．一碳化学是以分子中只含有一个碳原子的化合物（如CO、CH₄等）为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学．CO是从煤的气化或合成气得到的．

（1）煤的气化主要反应有：①2C+O₂=2CO；②C+H₂O=CO+H₂；③CO+H₂O=CO₂+H₂ 上述反应中属于化合反应的是①（填序号）．在化学中，元素化合价在反应前后发生变化的反应就是氧化还原反应，则上述反应中属于氧化还原反应的是①②③（填序号）．
（2）合成气可通过天然气的重整得到，如CH₄+H₂O=CO+3H₂．合成气可制二甲醚（CH₃OCH₃），二甲醚被称为21世纪的新型燃料．合成气还可用于冶炼金属，用它冶炼铁的部分生产过程示意如图1：
①二甲醚可由合成气（CO和H₂）在一定的条件下制得．用合成气制二甲醚时，还产生了一种可参与大气循环的、常温为液态的氧化物，写出该反应的化学方程式2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O．
②合成气（CO和H₂）在冶炼铁的生产过程中所起的作用是将铁从矿石中还原出来．
（3）甲同学取50g的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后，用如图2所示装置以合理的操作步骤测定铁矿石中氧化铁的质量分数（假设杂质始终不发生变化）．
①实验中持续通入干燥的氮气，加热前缓缓通入一段时间，其作用是排净玻璃管中的空气，防止爆炸．充分反应一段时间后，b处出现的现象为澄清石灰水变浑浊．
②实验结束前，应该B（填“A”或“B”）．
A．先停止通氮气，再撤离酒精喷灯  B．先撤离酒精喷灯，再停止通氮气
停止加热前是否需要先断开a和b处的连接以防止倒吸？不需要（填“需要”或“不需要”）．
③写出碳和氧化铁发生反应的化学方程式3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．如果充分反应后，集气瓶增重13.2g（假设产生的气体只有一种且全部被澄清石灰水吸收），则铁矿石中氧化铁的质量分数为64%．

Answer 1

分析 （1）根据化合反应和氧化反应的定义和特点分析反应，化合反应是指由两种或两种以上物质反应生成另外一种物质的反应，氧化反应是物质与氧发生的反应，这里的氧是指氧元素；
（2）①根据题意，参与大气循环的、常温为液态的氧化物是水，根据反应物、生成物及反应条件写出反应的方程式．
②根据CO和H₂具有还原性分析在冶炼铁的生产过程中所起的作用；
（3）①由于装置内空气中的氧气能与碳反应生成二氧化碳，据此分析通入氮气的作用；
②不需要，因为实验中要持续通入氮气，所以不会出现倒吸现象；
③根据碳与氧化铁的反应写出反应的化学方程式，根据二氧化碳的质量求出央行华铁的质量，在求出质量分数

解答 解：（1）反应①中由两种物质生成了一种物质，属于化合反应，反应①②③都是物质与氧发生了反应，都属于氧化反应；
（2）①由题意可知参与大气循环的、常温为液态的氧化物是水，反应的化学方程式是：2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O
②合成气（CO和H₂）具有还原性，在冶炼铁的生产过程中所起的作用是将铁从矿石中还原出来．
（3）①加热前就通入一段时间氮气，是要提前排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；
②因整个过程都通氮气，所以不会出现倒吸现象；
③碳和氧化铁发生反应的化学方程式是3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑
设氧化铁的质量为x
3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑
    320           132
    x             13.2g
$\frac{320}{132}=\frac{x}{13.2g}$  解得   x=32g
铁矿石中氧化铁的质量分数为：$\frac{32g}{50g}×100%$=64%
故答为：（1）①；  ①②③；（2）①2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O；②将铁从矿石中还原出来；（3）①排净玻璃管中的空气，防止爆炸； 澄清石灰水变浑浊；
②B，不需要． ③3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑，64%

点评 本题主要考查了实验设计的问题，有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，解答计算时要据物质的性质和方程式细心分析解答．