Question

能源“非石油化”是戰略目標，發展以CH₄、CO₂等為原料的“C₁化學”成為當今化工生產的必然趨勢。通常天然氣中含有H₂S等有毒氣體，下圖為天然氣合成氨的工藝流程。

（1）合成氨的原料之一為氮氣，該流程中為合成氨提供氮氣的物質是          。
（2）①處加入Fe₂O₃·H₂O的目的是                 。
（3）③處一般加入K₂CO₃溶液以吸收CO₂ ，K₂CO₃溶液與CO₂反應生成碳酸氫鉀（KHCO₃），該反應的化學方程式是                 。
（4）右圖是實驗室模擬合成氨氣的裝置


（反應方程式：N₂+3H₂=2NH₃）甲裝置的作用有三個：一是將氮氣和氫氣干燥；二是使氮氣和氫氣充分混合；三是                ，從而提高氮氣和氫氣的利用率。
（5）該流程中參與循環的物質是               。

Answer 1

①空氣    ②除去H₂S或分離出CH₄   ③CO₂+H₂O+K₂CO₃=2KHCO₃
④通過觀察F中的氣泡控制氮氣和氫氣的流量（或調節氮氣和氫氣的量），使氮氣和氫氣的量達到最佳比例      ⑤Fe₂O₃.H₂O

試題分析：（1）根據圖示分析，在②處加入了空氣，再結合空氣的成分分析，空氣中有大量的氮氣，所以該流程中為合成氨提供氮氣的物質是空氣；
（2）根據圖示分析，天然氣中含有的H₂S氣體是有毒的氣體，不能排放到大氣中，故通過加入Fe₂O₃?H₂O可與之反應生成硫化亞鐵等物質，而除去H₂S；
（3）根據題意K₂CO₃溶液與CO₂反應生成碳酸氫鉀（KHCO₃），結合質量守恒定律中的元素守恒可知，反應中應該有水的參加，故反應的化學方程式為K₂CO₃+CO₂+ H₂O=2KHCO₃。
（4）通過觀察F裝置的兩個進氣導管口逸出的氣泡數，可控制氮氣與氫氣的進入量，從而控制它們反應的體積比，以提高氮氣和氫氣的利用率。
（5）根據圖示分析，在該流程中加入了Fe₂O₃?H₂O，最后又生成了Fe₂O₃?H₂O，所以，該流程中參與循環的物質是Fe₂O₃?H₂O。
點評：對于探究型實驗探究，要熟悉實驗探究的環節和方法，精心設計實驗方案，將所學過探究物質的性質或變化規律的技巧遷移至此，進行細心地探究實驗和觀察現象，再通過分析實驗現象，推斷、總結出該物質的性質或變化規律等。