Question

（2010?順義區(qū)一模）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）為原料合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)．如圖為一碳化學(xué)的一種簡易流程，回答下列問題：
（1）利用高爐尾氣中的水蒸氣與甲烷催化重整得到合成氣，化學(xué)方程式為

CH₄+H₂O

催化劑  .

CO+3H₂

．
（2）課外小組的同學(xué)從上述流程中收集到一瓶“合成氣”，用下圖所示裝置進行研究（已知高溫條件下，甲烷和氧化鐵反應(yīng)生成CO₂和H₂O，3H₂+Fe₂O₃

高溫  .

3H₂O+2Fe），以確定“合成氣”的成分．
①A中澄清石灰水變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
②C中一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe

．
③B裝置中盛有足量的氫氧化鈉顆粒，其作用是

吸收水分，除去二氧化碳

．
④實驗測量D和E的質(zhì)量反應(yīng)后分別增加9.0g和8.8g，推測原混合氣體的組成為（假設(shè)混合氣在C裝置中反應(yīng)完全）

C

（填字母）．
A．CO、H₂、CO₂；    B．CO、H₂、CH₄；     C．CO、H₂、CH₄、CO₂；     D．CO₂、H₂、CH₄．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物生成物及化學(xué)方程式的書寫原則正確寫出化學(xué)方程式．
（2）根據(jù)題意，濃硫酸吸收燃燒生成的水而堿石灰用于吸收燃燒生成的二氧化碳，濃硫酸質(zhì)量與堿石灰質(zhì)量都增加，說明燃燒既生成了水又生成了二氧化碳，結(jié)合可燃物完全燃燒的規(guī)律，可判斷混合氣體中含C、H元素；而利用水、二氧化碳的質(zhì)量進一步確定混合氣體中C、H元素的質(zhì)量比，對于判斷混合氣體的組成有決定性作用．

解答：解：（1）高爐尾氣中的水蒸氣與甲烷催化重整得到合成氣，化學(xué)方程式為 CH₄+H₂O

催化劑  .

CO+3H₂．
（2）①A中澄清石灰水變渾濁是因為二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成不溶于水的碳酸鈣，化學(xué)方程式為 CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
②一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe．
③氫氧化鈉顆粒具有吸水性，能吸水潮解，且能吸收二氧化碳，因此其作用是 吸收水分，除去二氧化碳．
④A中石灰水變渾濁，說明原氣體中有二氧化碳，D裝置增加的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量，原氣體中含有氫元素，且氫元素質(zhì)量=9g×

2

18

×100%=1g；E裝置增加的質(zhì)量是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，故原氣體中含有碳元素．且碳元素質(zhì)量=8.8g×

12

44

×100%=2.4g；甲烷氣體中C、H元素質(zhì)量比=12：（1×4）=3：1，則混合氣體中C、H元素質(zhì)量比=2.4g：1g=15：4，因此可判斷混合氣體中若含有甲烷則一定同時含有CO氣體；故選C．
故答案為：
（1）CH₄+H₂O

催化劑  .

CO+3H₂；
（2）①CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe；
③吸收水分，除去二氧化碳；
④C．

點評：可燃物完全燃燒時，可燃物中的碳元素全部生成二氧化碳，可燃物中的氫元素全部生成水；可燃物完全燃燒生成二氧化碳和水，可判斷可燃物中一定含C、H元素．