Question

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：

a. 2C+O₂═2CO       

b. C+H₂O═CO+H₂

c. CO+H₂O═CO₂+H₂

上述反应属于氧化反应的是___________（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，二甲醚（CH₃OCH₃）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下：

①二甲醚可由合成气（CO和H₂）在一定的条件下制的．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： ______________。

②合成气在冶炼铁的生产过程中所起的作用是_________________。

（3）化学兴趣小组的同学为了测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数．

Ⅰ.甲同学取一定质量的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后，用下图所示装置以合理的操作步骤测定（假设杂质始终不发生变化）。实验中持续通入干燥的氮气．加热前缓缓通入一段时间，其作用是排尽装置内的空气。

①停止加热前__________（填“是”或“否”）需要先断开a和b的连接处以防止倒吸？为什么？____________________。

②如果氢氧化钠溶液对二氧化碳的吸收是完全的，那么甲同学用氢氧化钠溶液的质量变化测定出氧化铁的质量分数将_________（选填“偏大”、“偏小”或“准确”），原因是______。

Answer

a 2CO+4H2CH3OCH3+H2O 还原金属氧化物 不需要 因为实验中要持续通入氮气 偏小 氢氧化钠吸收了生成的二氧化碳但不能吸收一氧化碳，同时气体放出时会带走部分水蒸气。

【解析】

（1）氧化反应需要氧气参与反应，符合此特点只有a；

（2）①反应物为一氧化碳和氢气，在一定条件下反应生成了二甲醚，另一种产物为常温下的氧化物，且为液态，可知为水，因此一氧化碳与氢气在一定条件下反应生成二甲醚和水，反应的化学方程式为：2CO+4H2CH3OCH3+H2O；

②加入的是金属氧化物，通入合成气后得到了金属单质，所以合成气的作用是还原金属氧化物；

（3）①实验过程中一致通入氮气，保持内部气体的体积，以保证压强的平衡，因此停止加热后，也不需要断开装置，由于氮气的持续通入，避免了压强减小；

②二氧化碳只能被氢氧化钠吸收，而过量碳与氧化铁反应后生成气体包括一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳就不能被氢氧化钠吸收，同时，气体通入氢氧化钠溶液后，由于一氧化碳不溶于水，也会带出水蒸气，这样就会使氢氧化钠增加质量减小，从而使得测得氧元素质量减少，根据氧元素质量守恒，推出的氧化铁质量减少，测定最终氧化铁质量分数就偏小。