Question

16．一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）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圖1：
二甲醚（CH₃OCH₃）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：2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O．
（2）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．
甲同學取一定質量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（假設雜質始終不發生變化）．
①實驗中持續通入干燥的氮氣．加熱前緩緩通入一段時間
②停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸？為什么？不需要斷開，需要持續通入氮氣．
③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最變化測定出氧化鐵的質量分數將偏小（選填“偏大”、“偏小”或“準確”），原因是氫氧化鈉增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏小．

Answer 1

分析 （1）根據一氧化碳和氫氣在一定條件下生成甲醚和水進行分析；
（2）①由于裝置內空氣中的氧氣能與碳反應生成二氧化碳，據此分析通入氮氣的作用；
②根據裝置內壓強的變化分析反應結束后，熄滅噴燈的火焰后，馬上停止通入N₂，出現的后果；
③根據反應會生成一氧化碳和氣體帶走一部分水蒸氣造成氫氧化鈉溶液質量的減少分析．

解答 解：（1）一氧化碳和氫氣在一定條件下生成甲醚和水，化學方程式為：2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O；
（2）①由題意實驗的目的可知，由于裝置內空氣中的氧氣能與碳反應生成二氧化碳，影響實驗測定的準確性．所以通入氮氣的作用是：將裝置內的空氣排盡；
②反應結束后，微粒防止還原出的鐵重新被氧化，還需要繼續通入氮氣；
③由于在高溫條件下，碳與氧化鐵也會生成一氧化碳，如果氫氧化鈉溶液是足量的，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增重測定出氧化鐵的質量分數將偏小，其理由：使氫氧化鈉增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏小．
故答案為：（1）2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CH₃OCH₃+H₂O；
（2）①將裝置內的空氣排盡；
②不需要斷開，還需要繼續通入氮氣；
③偏小，氫氧化鈉增重的質量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏小．

點評 本題主要考查了化學方程式的書寫及計算及其高爐煉鐵等方面的內容．還考查了實驗設計的問題，有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關于對實驗設計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗目的；二是設計的方法進行比較，那種方法更簡便．