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）为原料合成一系列化工原料和燃料的化学．如图为一碳化学的一种简易流程，回答下列问题：
（1）利用高炉尾气中的水蒸气与甲烷催化重整得到合成气，化学方程式为______ CO+3H₂

Answer 1

【答案】分析：（1）根据反应物生成物及化学方程式的书写原则正确写出化学方程式．
（2）根据题意，浓硫酸吸收燃烧生成的水而碱石灰用于吸收燃烧生成的二氧化碳，浓硫酸质量与碱石灰质量都增加，说明燃烧既生成了水又生成了二氧化碳，结合可燃物完全燃烧的规律，可判断混合气体中含C、H元素；而利用水、二氧化碳的质量进一步确定混合气体中C、H元素的质量比，对于判断混合气体的组成有决定性作用．
解答：解：（1）高炉尾气中的水蒸气与甲烷催化重整得到合成气，化学方程式为 CH₄+H₂OCO+3H₂．
（2）①A中澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙，化学方程式为 CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
②一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为 3CO+Fe₂O₃3CO₂+2Fe．
③氢氧化钠颗粒具有吸水性，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中石灰水变浑浊，说明原气体中有二氧化碳，D装置增加的质量是生成的水的质量，原气体中含有氢元素，且氢元素质量=9g××100%=1g；E装置增加的质量是反应生成的二氧化碳的质量，故原气体中含有碳元素．且碳元素质量=8.8g××100%=2.4g；甲烷气体中C、H元素质量比=12：（1×4）=3：1，则混合气体中C、H元素质量比=2.4g：1g=15：4，因此可判断混合气体中若含有甲烷则一定同时含有CO气体；故选C．
故答案为：
（1）CH₄+H₂OCO+3H₂；
（2）①CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②3CO+Fe₂O₃3CO₂+2Fe；
③吸收水分，除去二氧化碳；
④C．
点评：可燃物完全燃烧时，可燃物中的碳元素全部生成二氧化碳，可燃物中的氢元素全部生成水；可燃物完全燃烧生成二氧化碳和水，可判断可燃物中一定含C、H元素．