Ⅰ某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。

(1)提出假设:①该反应的气体产物是CO2。②该反应的气体产物是CO。③该反应的气体产物是                   

(2)设计方案:如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

(3)查阅资料:氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。

①请写出该反应的离子方程式:                                               

②下列装置可用于实验室制取氮气的是               

(4)实验操作及实验现象:

①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁与2.00g炭粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;

②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;

③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水变浑浊;

④待反应结束,再通一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g。

(5)数据处理,经计算,参加反应的碳元素质量为0.48g ,氧元素为0.96g。推断假设        成立。该实验中发生的化学方程式为                                          

(6)实验优化:根据实验得出的结论,应对该实验装置进一步完善,你认为应作如何改进?                                                                        

Ⅱ由碳的氧化物直接合成甲醇、乙醇燃料已进入工业生产。如:

反应① CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)

反应② 2CO(g)+4H2 (g)CH3CH2OH (g)+H2O (g)

某同学为了寻找合成甲醇的适宜条件[温度、压强、碳氢比n(CO)/n(H2)、催化剂质量],设计了如下对比实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中(每次实验,反应时间相同)。

实验编号

T(℃)

n (CO)/n(H2)

P(MPa)

CO转化率(%)

1

150

1/3

0.1

 

2

x

1/3

5

 0  39529  39537  39543  39547  39553  39555  39559  39565  39567  39573  39579  39583  39585  39589  39595  39597  39603  39607  39609  39613  39615  39619  39621  39623  39624  39625  39627  39628  39629  39631  39633  39637  39639  39643  39645  39649  39655  39657  39663  39667  39669  39673  39679  39685  39687  39693  39697  39699  39705  39709  39715  39723  203614 

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