Question

煤、石油和天然氣等化石燃料是目前人類使用的最主要燃料，也是重要的化工原料．
（1）石油中主要含有

 

兩種元素（填寫元素符號）；天然氣的主要成分是

 

（填寫化學式）．
（2）化石燃料屬于

 

（選填“可再生”或“不可再生”）能源，其燃燒排放的大量二氧化碳會引起全球氣候變暖．一種新的處理方法是將二氧化碳氣體通入含有長石（地殼中最常見的礦石，含量高達60%）成分的水溶液里，其中一種反應的化學方程式：
KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+X+3SiO₂↓，則X的化學式為

 

．
（3）工業(yè)上，煤炭燃燒前進行粉碎的目的是

 

．煤隔絕空氣加強熱得到的焦炭，是冶鐵的重要原料．為了測定某赤鐵礦中氧化鐵的質量分數(shù)，化學興趣小組的同學設計了兩種實驗方案（假設該赤鐵礦中的雜質既不溶于水，也不發(fā)生反應）．
方案I  取8.00g赤鐵礦粉，加入足量稀硫酸，完全反應后過濾，得到1.60g濾渣．則赤鐵礦粉中氧化鐵的質量分數(shù)為

 

．
方案Ⅱ如圖所示，取8.00g赤鐵礦粉與過量的焦炭粉混合后加強熱，充分反應．測得氫氧化鈉溶液反應前后質量增加了1.32g．如果產生的二氧化碳被氫氧化鈉溶液完全吸收，根據(jù)所學反應3C+2Fe₂O₃

加熱  .

4Fe+3CO₂計算，赤鐵礦粉中氧化鐵的質量分數(shù)為

 

．
【實驗反思】方案Ⅱ中硬質玻璃管內原有的空氣對實驗結果有影響，這會導致測出的氧化鐵的質量分數(shù)

 

（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
【實驗分析】方案I測出的氧化鐵的質量分數(shù)明顯大于方案Ⅱ測出的結果，可能的原因是

 

（寫出一種即可）．

Answer 1

考點：鐵的冶煉,實驗探究物質的組成成分以及含量,碳的化學性質,質量守恒定律及其應用,根據(jù)化學反應方程式的計算,燃燒與燃燒的條件,常見能源的種類、能源的分類

專題：化學與能源,化學用語和質量守恒定律,金屬與金屬材料

分析：（1）據(jù)石油所含有的元素、天然氣的主要成分分析；
（2）據(jù)化石燃料屬于不可再能源分析；據(jù)質量守恒判斷x的化學式；
（3）據(jù)促進可燃物充分燃燒的方法分析；
方案I：赤鐵礦粉的質量減去濾渣的質量為氧化鐵的質量，從而進一步可求出赤鐵礦粉中氧化鐵的質量分數(shù)；
方案Ⅱ：氫氧化鈉溶液因為吸收二氧化碳質量增加，增加的質量即為二氧化碳的質量，根據(jù)二氧化碳的質量可求出氧化鐵的質量，進一步求出赤鐵礦粉中氧化鐵的質量分數(shù)；
【實驗反思】根據(jù)影響實驗結果的因素分析；
【實驗分析】根據(jù)二氧化碳能否全部吸收分析．

解答：解：（1）石油中主要含有 C、H兩種元素；天然氣是一種混合物，其主要成分是CH₄；
（2）化石燃料屬于不可再生能源，根據(jù)化學方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+X+3SiO₂↓和質量守恒定律分析，反應前K：1個，反應后：1個，則x中不含K；反應前Al：1個，反應后應：1個，則x中含有一個Al，依此類推，x中還含有3個O，3個H，則X的化學式為 Al（OH）₃；
（3）工業(yè)上，煤炭燃燒前進行粉碎的目的是：增大煤與空氣（或氧氣）的接觸面積，使煤燃燒充分；
方案I  則赤鐵礦粉中氧化鐵的質量分數(shù)為：

8.00g-1.60g

8.00g

×100%=80%．
方案Ⅱ
解：設赤鐵礦粉中氧化鐵的質量為X．
     3C+2Fe₂O₃

加熱  .

4Fe+3CO₂
         320            132
         X              1.32g
       

320

132

=

X

1.32g

   解得：X=3.20g
     赤鐵礦粉中氧化鐵的質量分數(shù)為：

3.20g

8.00g

×100%=40%
【實驗反思】方案Ⅱ中硬質玻璃管內原有的空氣中有二氧化碳氣體，這會導致測出氫氧化鈉溶液增加的質量偏大，從而計算出的氧化鐵的質量分數(shù)偏大．
【實驗分析】方案I測出的氧化鐵的質量分數(shù)明顯大于方案Ⅱ測出的結果，可能的原因是生成的二氧化碳與過量的碳反應生成一氧化碳，不能全部被氫氧化鈉溶液吸收．

點評：本題綜合性較強，可謂考查詳盡，即考查了知識，又培養(yǎng)了學生的細心、耐心分析解決問題的能力．