Question

2．化石燃料是目前人类使用的主要燃料，也是重要的化工原料．
（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气，属于不可再生（填“可再生”或“不可再生”）能源，其燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖．一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石（地壳中最常见的矿石，含量高达60%）的水溶液里，其反应的化学方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+Al（OH）₃↓+3X↓，则X的化学式为SiO₂．
（2）工业上，煤炭燃烧前进行粉碎的目的是增大煤与空气（或氧气）的接触面积，煤隔绝空气加强热得到的焦炭是冶铁的重要原料．
为了测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数，化学兴趣小组的同学设计了两种实验方案（该赤铁矿中的杂质既不溶于水，也不参与反应）．
方案I　取8.00g赤铁矿粉，加入足量稀盐酸，完全反应后过滤，得到1.60g滤渣．则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为80%．
方案Ⅱ如图所示，取8.00g赤铁矿粉与过量的焦炭混合后加强热，充分反应后，测得氢氧化钠溶液（足量，用于吸收二氧化碳）反应前后质量增加了1.32g．根据焦炭还原氧化铁的反应，计算赤铁矿粉中氧化铁的质量分数（写出计算过程）．

【实验反思】方案Ⅱ中硬质玻璃管内原有的空气对实验结果有影响，这会导致测出的氧化铁的质量分数偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
【实验分析】方案I测出的氧化铁的质量分数明显大于方案Ⅱ测出的结果，可能的原因是二氧化碳与过量的碳反应生成一氧化碳，不能全部被NaOH溶液吸收．

Answer 1

分析 （1）根据化石燃料的种类和能源的特点进行分析；根据质量守恒定律分析判断X的化学式即可；
（2）据促进可燃物充分燃烧的方法分析；
方案I：赤铁矿粉的质量减去滤渣的质量为氧化铁的质量，从而进一步可求出赤铁矿粉中氧化铁的质量分数；
方案Ⅱ：氢氧化钠溶液因为吸收二氧化碳质量增加，增加的质量即为二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可求出氧化铁的质量，进一步求出赤铁矿粉中氧化铁的质量分数；
【实验反思】根据影响实验结果的因素分析；
【实验分析】根据二氧化碳能否全部吸收分析．

解答 解：（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气，属于不可再生能源；化石燃料属于不可再生能源，根据化学方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+Al（OH）₃↓+3X↓，和质量守恒定律分析，反应前K：1个，反应后：1个，则x中不含K；反应前Al：1个，反应后应：1个，则x中不含Al，反应前Si：3个，反应后：3个，则x中含，3个Si，依此类推，x中还含有6个O，则X的化学式为SiO₂；
（2）工业上，煤炭燃烧前进行粉碎的目的是：增大煤与空气（或氧气）的接触面积，使煤燃烧充分；
方案I 
则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为：$\frac{8.00g-1.60g}{8.00g}$×100%=80%．
方案Ⅱ
设赤铁矿粉中氧化铁的质量为X．
3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Fe+3CO₂
320        132
X          1.32g
$\frac{320}{132}$=$\frac{X}{1.32g}$  
解得：X=3.20g
赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为：$\frac{3.20g}{8.00g}$×100%=40%
【实验反思】方案Ⅱ中硬质玻璃管内原有的空气中有二氧化碳气体，这会导致测出氢氧化钠溶液增加的质量偏大，从而计算出的氧化铁的质量分数偏大．
【实验分析】方案I测出的氧化铁的质量分数明显大于方案Ⅱ测出的结果，可能的原因是生成的二氧化碳与过量的碳反应生成一氧化碳，不能全部被氢氧化钠溶液吸收．
故答案为：（1）石油；天然气；不可再生；SiO₂；（2）增大煤与空气（或氧气）的接触面积；方案I 80%；方案Ⅱ40%；【实验反思】偏大；【实验分析】二氧化碳与过量的碳反应生成一氧化碳，不能全部被NaOH溶液吸收．

点评 本题综合性较强，考查详尽，即考查了知识，又培养了学生的细心、耐心分析解决问题的能力．