Question

14．能源和環境已經成為人們日益關注的問題．
（1）目前人們利用最多的能源是煤、石油和天然氣等化石燃料，煤燃燒會產生大量的二氧化碳、二氧化硫和一氧化碳等氣體，這些氣體中，溶于水會導致酸雨的主要是SO₂（填化學式）；
（2）未來氫能源汽車可實現零污染．在催化劑、光作用下，水分解獲得氫能源，寫出該方法獲得氫能源的化學方程式：2H₂O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{光}$2H₂↑+O₂↑；水不僅可獲得氫能源，在生活中也有重要作用，水屬于（填“屬于”或“不屬于”）人類所需的六大基本營養素之一，含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水（填“軟水”或“硬水”），已知水的密度為1.0g/mL．實驗室配制50g溶質質量分數為5%的氯化鈉溶液，需要稱取氯化鈉2.5g，需要量取水47.5mL；
（3）CO也可作能源物質，某化學興趣小組的同學對一份由氧化鐵和鐵粉混合而成的固體樣品進行探究，他們稱取了13.6g固體樣品，用圖1所示的裝置進行實驗，測定的部分數據如圖2所示．

①從環境保護的角度，請你提出一個該實驗改進的措施增加尾氣處理裝置；
②請你根據有關數據，計算樣品中氧化鐵的質量分數（結果保留一位小數，請在答題紙上寫出完整的解題步驟）．

Answer 1

分析 根據化學與能源的知識、氫能源的獲取、化學與人體健康的知識以及一氧化碳還原氧化鐵的知識進行分析解答即可．

解答 解：（1）目前人們利用最多的能源是煤、石油和天然氣等化石燃料，二氧化碳、二氧化硫和一氧化碳等氣體中，溶于水會導致酸雨的主要是二氧化硫，故填：石油；SO₂；
（2）在催化劑、光作用下，水分解獲得氫氣和氧氣；水不僅可獲得氫能源，水屬于人類所需的六大基本營養素之一，含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水；實驗室配制50g溶質質量分數為5%的氯化鈉溶液，需要稱取氯化鈉2.5g，故水的質量為：50g-2.5g=47.5g，需要量取水$\frac{47.5g}{1g/mL}$=47.5mL；故填：2H₂O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{光}$2H₂↑+O₂↑；屬于；硬水；47.5；
（3）①一氧化碳是有毒的氣體，排放到空氣中會污染空氣，故從環境保護的角度，需要添加尾氣處理裝置，故填：增加尾氣處理裝置；
②設固體樣品中氧化鐵的質量為x，
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，△m
 160                      112          160-112=48
x                                          13.6g-11.2g=2.4g
$\frac{160}{x}=\frac{48}{2.4g}$
x=8g，
樣品中氧化鐵的質量分數=$\frac{8g}{13.6g}×100%$≈58.8%
答：固體樣品中氧化鐵的質量分數是58.8%

點評 本題考查的是化學與生活以及根據化學方程式的計算的知識，完成此題，可以依據已有的知識進行．