能源“非石油化”是战略目标，发展以CH4、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H2S等有毒气体，下图为天然气合成氨的工艺流程

题型：不详难度：来源：

能源“非石油化”是战略目标，发展以CH₄、CO₂等为原料的“C₁化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H₂S等有毒气体，下图为天然气合成氨的工艺流程。

（1）合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是          。
（2）①处加入Fe₂O₃·H₂O的目的是                 。
（3）③处一般加入K₂CO₃溶液以吸收CO₂ ，K₂CO₃溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾（KHCO₃），该反应的化学方程式是                 。
（4）右图是实验室模拟合成氨气的装置


（反应方程式：N₂+3H₂=2NH₃）甲装置的作用有三个：一是将氮气和氢气干燥；二是使氮气和氢气充分混合；三是                ，从而提高氮气和氢气的利用率。
（5）该流程中参与循环的物质是               。

答案

①空气    ②除去H₂S或分离出CH₄   ③CO₂+H₂O+K₂CO₃=2KHCO₃
④通过观察F中的气泡控制氮气和氢气的流量（或调节氮气和氢气的量），使氮气和氢气的量达到最佳比例      ⑤Fe₂O₃.H₂O

解析

试题分析：（1）根据图示分析，在②处加入了空气，再结合空气的成分分析，空气中有大量的氮气，所以该流程中为合成氨提供氮气的物质是空气；
（2）根据图示分析，天然气中含有的H₂S气体是有毒的气体，不能排放到大气中，故通过加入Fe₂O₃•H₂O可与之反应生成硫化亚铁等物质，而除去H₂S；
（3）根据题意K₂CO₃溶液与CO₂反应生成碳酸氢钾（KHCO₃），结合质量守恒定律中的元素守恒可知，反应中应该有水的参加，故反应的化学方程式为K₂CO₃+CO₂+ H₂O=2KHCO₃。
（4）通过观察F装置的两个进气导管口逸出的气泡数，可控制氮气与氢气的进入量，从而控制它们反应的体积比，以提高氮气和氢气的利用率。
（5）根据图示分析，在该流程中加入了Fe₂O₃•H₂O，最后又生成了Fe₂O₃•H₂O，所以，该流程中参与循环的物质是Fe₂O₃•H₂O。
点评：对于探究型实验探究，要熟悉实验探究的环节和方法，精心设计实验方案，将所学过探究物质的性质或变化规律的技巧迁移至此，进行细心地探究实验和观察现象，再通过分析实验现象，推断、总结出该物质的性质或变化规律等。