Question

2．化石燃料是目前人類使用的主要燃料，也是重要的化工原料．
（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然氣，屬于不可再生（填“可再生”或“不可再生”）能源，其燃燒排放的大量二氧化碳會(huì)引起全球氣候變暖．一種新的處理方法是將二氧化碳?xì)怏w通入含有長石（地殼中最常見的礦石，含量高達(dá)60%）的水溶液里，其反應(yīng)的化學(xué)方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+Al（OH）₃↓+3X↓，則X的化學(xué)式為SiO₂．
（2）工業(yè)上，煤炭燃燒前進(jìn)行粉碎的目的是增大煤與空氣（或氧氣）的接觸面積，煤隔絕空氣加強(qiáng)熱得到的焦炭是冶鐵的重要原料．
為了測定某赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案（該赤鐵礦中的雜質(zhì)既不溶于水，也不參與反應(yīng)）．
方案I　取8.00g赤鐵礦粉，加入足量稀鹽酸，完全反應(yīng)后過濾，得到1.60g濾渣．則赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．
方案Ⅱ如圖所示，取8.00g赤鐵礦粉與過量的焦炭混合后加強(qiáng)熱，充分反應(yīng)后，測得氫氧化鈉溶液（足量，用于吸收二氧化碳）反應(yīng)前后質(zhì)量增加了1.32g．根據(jù)焦炭還原氧化鐵的反應(yīng)，計(jì)算赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）．

【實(shí)驗(yàn)反思】方案Ⅱ中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響，這會(huì)導(dǎo)致測出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
【實(shí)驗(yàn)分析】方案I測出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯大于方案Ⅱ測出的結(jié)果，可能的原因是二氧化碳與過量的碳反應(yīng)生成一氧化碳，不能全部被NaOH溶液吸收．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化石燃料的種類和能源的特點(diǎn)進(jìn)行分析；根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析判斷X的化學(xué)式即可；
（2）據(jù)促進(jìn)可燃物充分燃燒的方法分析；
方案I：赤鐵礦粉的質(zhì)量減去濾渣的質(zhì)量為氧化鐵的質(zhì)量，從而進(jìn)一步可求出赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
方案Ⅱ：氫氧化鈉溶液因?yàn)槲�收二氧化碳質(zhì)量增加，增加的質(zhì)量即為二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出氧化鐵的質(zhì)量，進(jìn)一步求出赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素分析；
【實(shí)驗(yàn)分析】根據(jù)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、石油和天然氣，屬于不可再生能源；化石燃料屬于不可再生能源，根據(jù)化學(xué)方程式：KAlSi₃O₈+CO₂+2H₂O═KHCO₃+Al（OH）₃↓+3X↓，和質(zhì)量守恒定律分析，反應(yīng)前K：1個(gè)，反應(yīng)后：1個(gè)，則x中不含K；反應(yīng)前Al：1個(gè)，反應(yīng)后應(yīng)：1個(gè)，則x中不含Al，反應(yīng)前Si：3個(gè)，反應(yīng)后：3個(gè)，則x中含，3個(gè)Si，依此類推，x中還含有6個(gè)O，則X的化學(xué)式為SiO₂；
（2）工業(yè)上，煤炭燃燒前進(jìn)行粉碎的目的是：增大煤與空氣（或氧氣）的接觸面積，使煤燃燒充分；
方案I 
則赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.00g-1.60g}{8.00g}$×100%=80%．
方案Ⅱ
設(shè)赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量為X．
3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Fe+3CO₂
320        132
X          1.32g
$\frac{320}{132}$=$\frac{X}{1.32g}$  
解得：X=3.20g
赤鐵礦粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.20g}{8.00g}$×100%=40%
【實(shí)驗(yàn)反思】方案Ⅱ中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)原有的空氣中有二氧化碳?xì)怏w，這會(huì)導(dǎo)致測出氫氧化鈉溶液增加的質(zhì)量偏大，從而計(jì)算出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
【實(shí)驗(yàn)分析】方案I測出的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯大于方案Ⅱ測出的結(jié)果，可能的原因是生成的二氧化碳與過量的碳反應(yīng)生成一氧化碳，不能全部被氫氧化鈉溶液吸收．
故答案為：（1）石油；天然氣；不可再生；SiO₂；（2）增大煤與空氣（或氧氣）的接觸面積；方案I 80%；方案Ⅱ40%；【實(shí)驗(yàn)反思】偏大；【實(shí)驗(yàn)分析】二氧化碳與過量的碳反應(yīng)生成一氧化碳，不能全部被NaOH溶液吸收．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較強(qiáng)，考查詳盡，即考查了知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生的細(xì)心、耐心分析解決問題的能力．