Question

能源“非石油化”是戰略目標，發展以CH₄、CO₂等原料的 “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（NH₃）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）②處CH₄與H₂O（氣）反應生成CO₂、H₂，反應的化學方程式是（反應條件略去）                 。
（4）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                               。
（5）該流程中參與循環的物質是      。

Answer 1

（1）空氣  （2）除去硫化氫（H₂S）  （3）CH₄+2H₂O = CO₂+4H₂
（4）K₂CO₃+CO₂+ H₂O =2KHCO₃     （5）Fe₂O₃·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可反應生成硫化亞鐵，而除去H₂S；
（3）根據題意②處CH₄與H₂O（氣）反應生成CO₂和H₂，故反應的化學方程式為CH₄+2H₂O= CO₂+4H₂。
（4）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。
（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。