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研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。 (1)CO可...

研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g)  ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1

C(s) +CO2(g)=2CO(g)  ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1

则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_________                

(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式:_________              

(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g) +3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g) +H2O(g)测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。

曲线I、对应的平衡常数大小关系为K       K(填“>”或“=”或“<”)。

一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。

容器

反应物投入量

1 mol CO2、3 mol H2

a mol CO2、b mol H2

c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为               

(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂()作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2。在0~15小时内,CH4的平均生成速率从大到小的顺序为              (填序号)。

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(5)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。

乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__________________。

Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,写出有关的离子方程式:________________________。

 

(1)Fe2O3(s)+ 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2(g) △H =-28.5 kJ·mol-1 (2)CO + 4OH-― 2e-=CO32-+ 2H2O (3)①> ②0.4<c≤1 (4)II>III>I (5)①300℃~400℃ ②3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O 【解析】 试题分析:(1)Fe2O3(s)+3C(石墨)==2Fe(s)+3CO(g) △H1=+489.0kJ/mol①,C(石墨)+CO2(g)==2CO(g) △H2=+172.5kJ/mol②,根据盖斯定律,由①-②×3得热化学方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)==2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28.5kJ/mol。 (2)该燃料电池以CO为燃料,O2为助燃剂,负极上是CO发生失电子生成CO2的氧化反应,又因为电解质是KOH溶液,CO2和KOH反应得到的是碳酸钾,即电极反应为:CO+4OH--2e-==CO32-+2H2O。 (3)①一定体积的密闭容器中起始投料为CO2和H2,随着反应的进行,CH3OH和H2O的物质的量增加,而CO2和H2的物质的量减少,平衡时Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少,则一氧化碳和氢气的物质的量越多,根据K=知,平衡常数越小,故KⅠ>KⅡ。 ② CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始量(mol) 1 3 0 0 转化量mol) x 3x x x 平衡量(mol) 1-x 3-3x x x 甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,即(4-2x)÷4=0.8,解得x=0.4mol;依题意:甲、乙为等效平衡,要满足起始时维持反应逆向进行,若全部由生成物投料,c的物质的量为1mol;或c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol,故起始投料c的物质的量应为:0.4mol<n(c)≤1mol。 (4)由图2可知,在0~15h内,甲烷的物质的量变化量为△n(Ⅱ)>△n(Ⅲ)>△n(Ⅰ),故在0~15h内,CH4的平均生成速率v(Ⅱ)>v(Ⅲ)>v(Ⅰ)。 (5)①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,在300℃时失去活性,所以温度高于300℃时,乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的,故乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是300℃~400℃。 ②把Cu2Al2O4改写成氧化物的形式:Cu2O•Al2O3,分别写出两种氧化物与稀硝酸反应的离子方程式:3Cu2O+14H++2NO3-==6Cu2++2NO↑+7H2O,3Al2O3+18H+==6Al3++9H2O,两式相加即得总反应的离子方程式:3Cu2Al2O4+32H++2NO3-==6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O。 考点:考查热化学方程式、离子方程式、电极反应式的书写,化学平衡计算  
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废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。工业上利用铅浮渣(主要成分是PbO、Pb还有少量的Ag、CaO)可制备硫酸铅。制备流程图如下:

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下表是25 时某些盐的浓度积常数:

化学式

CaSO4

Ag2SO4

PbSO4

Ksp

4.9×10-5

1.2×10-5

1.6×10-8

(1)实验室用75%的硝酸来配制15%的硝酸溶液,不需用到的玻璃仪器有            (填标号)。

A烧杯    B量筒     C容量瓶     D锥形瓶     E玻璃棒

(2)步骤I有NO产生,浸出液中含量最多的金属阳离子为 Pb2+,写出Pb参加反应的化学方程式              ,为防止Ag被溶解进入溶液,步骤I操作时应注意                 

(3)母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是          (填一种物质化学式),若母液中残留的 SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是                       

(4)粗PbSO4 产品含有的杂质是____________,需用          溶液多次洗涤,以得到纯净的PbSO4

(5)铅蓄电池放电时正极的电极反应式为                    。如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2,已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.80 L,电解前硫酸液浓度为4.50 mol·L-1,当制得4.48 LCl2时(在标准状况下),求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为(假设电解前后硫酸溶液的体积不变)_________ mol·L-1

 

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2Na2CO3•3H2O2是一种新型的氧系漂白剂。某实验兴趣小组进行了如下实验。

.实验制备

实验原理:2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2

实验步骤:取3.5g Na2CO3溶于10mL H2O,加入0.1g稳定剂,用磁力搅拌器搅拌完全溶解后,将6.0mL 30%H2O2在15min内缓慢加入到三颈烧瓶中,实验装置如图。反应1小时后,加入1g氯化钠后,静置结晶,然后抽滤,干燥一周后,称重。

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(1)装置中球形冷凝管的作用是              ,使用冷水浴的作用是                 

(2)加入适量NaCl固体的原因是                  

(3)2Na2CO3•3H2O2极易分解,其分解反应方程式可表示为                    

.活性氧含量测定

准确称取试样0.2000g,置于250 mL锥形瓶中,加100 mL浓度为6%的硫酸溶液,用0.0200 mol/L KMnO4标准溶液滴定,记录KMnO4标准溶液消耗的体积为32.70 mL。

活性氧含量计算公式:Q%=(40cV/m)×100%

[c:KMnO4标准溶液浓度(mol/L);V:消耗的KMnO4标准溶液体积(L);m:试样质量(g)]

(4)滴定终点的判断依据为             ,活性氧含量为           

.产品纯度的测定

(5)为了测定产品中2Na2CO3•3H2O2的质量分数,设计了几种方案,涉及不同的反应原理。

方案一:将试样与MnO2混合均匀,向混合物中滴加水,测生成气体的体积,进而进行计算。

方案二:                     

 

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工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,依次发生的反应有:

CN- -2e-+2OH- =CNO-+H2O  2Cl- -2e- =Cl2

3Cl2 +2CNO-+8OH-=N2+6Cl- +2CO32-+4H2O

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下列说法正确的是

A.铁电极上发生的反应为Fe-2e- Fe2+

B.通电过程中溶液pH不断增大

C.为了使电解池连续工作,需要不断补充NaCl

D.除去1 mol CN-,外电路至少需转移5 mol电子

 

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25时,弱酸的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是

弱酸化学式

CH3COOH

HCN

H2CO3

电离平衡常数(25

1.8×l0-5

4.9×l0-10

K1=4.3×l0-7     K2=5.6×l0-11

A.向NaCN 溶液中通入少量CO2发生的离子反应为:2CN-+H2O+CO2 = 2HCN+CO32-

B.等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(NaCN)> pH(Na2CO3)> pH(CH3COONa)

C.a mol/LHCN溶液与b mol/LNaOH溶液等体积混合后,所得溶液中c(Na+)>c(CN-),则b一定大于a

D.NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中,一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)

 

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将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应:2SO2(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2SO3(g) H<0。得到如表中的两组数据:

实验编号

温度/

平衡常数/ mol-1·L

起始量/mol[

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

SO2

O2

SO2

O2

1

T1

K1

4

2

x

0.8

6

2

T2

K2

4

2

0.4

y

t

下列说法不正确的是

A.x=1.6,y=0.2,t<6

B.T1T2的关系:T1>T2

C.K1K2的关系:K2>K1

D.实验1在前6 min的反应速率v (SO2)= 0.2 mol·L-1·min-1

 

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