一碳化學(xué)是以分子中只含一個(gè)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(xué)。
①工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng),得到CO和H2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CH4+H2O 高溫 CO+3H2CH4+H2O 高溫 CO+3H2,得到的CO和H2的混合氣被稱為合成氣,合成氣在工業(yè)上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,還可用于冶煉某些金屬。
②某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室模擬了合成氣的制備,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證合成氣的還原性。
Ⅰ.用甲烷和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)得到合成氣。根據(jù)①中所寫的化學(xué)方程式,合成氣中CO和H2的質(zhì)量比為 14:314:3。
Ⅱ.用合成氣還原足量氧化銅.實(shí)驗(yàn)裝置如如圖所示:
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設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟:
a.連接好裝置并檢查氣密性。b.裝入藥品,通入一段時(shí)間合成氣。
c.分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。d.緩緩?fù)ㄈ牒铣蓺?,加熱裝置C,使其充分反應(yīng)。
e.停止加熱,繼續(xù)通入合成氣至恢復(fù)到室溫。
f.再次分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。
高溫
高溫
裝置D的質(zhì)量 | 裝置E的質(zhì)量 | |
反應(yīng)前 | 292.4g | 198.2g |
反應(yīng)后 | 296.0g | 201.5g |
b
b
(填實(shí)驗(yàn)步驟的序號(hào))中點(diǎn)燃(點(diǎn)燃前應(yīng)對(duì)氣體驗(yàn)純)。③該小組的同學(xué)按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn);并記錄了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù):裝置C中出現(xiàn)的現(xiàn)象是
黑色固體變?yōu)榧t色
黑色固體變?yōu)榧t色
。稱量數(shù)據(jù)如右表所示。
Ⅰ.甲同學(xué)根據(jù)裝置C中的現(xiàn)象,認(rèn)為是合成氣中的CO和H2還原了CuO。寫出任意一個(gè)化學(xué)方程式
CO+CuO Cu+CO2或H2+CuO Cu+H2O
△
高溫
CO+CuO Cu+CO2或H2+CuO Cu+H2O
。 △
高溫
Ⅱ.乙同學(xué)通過對(duì)上表數(shù)據(jù)的分析,推測(cè)除了CO和H2以外,制得的合成氣中未反應(yīng)的CH4,也可能還原了CuO。試通過計(jì)算說明他的推測(cè)依據(jù)。
Ⅲ.丙同學(xué)提出,實(shí)驗(yàn)步驟e中通入的氣體會(huì)帶走裝置E中的部分水蒸氣,使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差。你認(rèn)為該誤差對(duì)乙同學(xué)的推測(cè)結(jié)果是否有影響?并說明理由。
無影響;因?yàn)閹ё咚魵鈺?huì)使測(cè)得的CO2質(zhì)量偏低,而實(shí)際測(cè)得的生成物中碳、氫元素的質(zhì)量比已經(jīng)大于2:1,所以對(duì)推測(cè)結(jié)果無影響
無影響;因?yàn)閹ё咚魵鈺?huì)使測(cè)得的CO2質(zhì)量偏低,而實(shí)際測(cè)得的生成物中碳、氫元素的質(zhì)量比已經(jīng)大于2:1,所以對(duì)推測(cè)結(jié)果無影響
【答案】CH4+H2O CO+3H2;14:3;b;黑色固體變?yōu)榧t色;CO+CuO Cu+CO2或H2+CuO Cu+H2O;無影響;因?yàn)閹ё咚魵鈺?huì)使測(cè)得的CO2質(zhì)量偏低,而實(shí)際測(cè)得的生成物中碳、氫元素的質(zhì)量比已經(jīng)大于2:1,所以對(duì)推測(cè)結(jié)果無影響
高溫
△
高溫
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/23 12:26:7組卷:71引用:1難度:0.6
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3.有一混合氣體成分可能含有水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣,某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究混合氣體的成分。(裝置可以重復(fù)使用,除雜試劑均足量)
(1)檢驗(yàn)混合氣體中含有二氧化碳和水蒸氣,應(yīng)將混合氣體依次通過裝置
(2)若檢驗(yàn)氣體中是否存在一氧化碳,可將該氣體依次通過裝置
(3)將氣體依次通過裝置發(fā)布:2024/12/25 14:0:2組卷:86引用:4難度:0.5
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