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)CH3OH(g) +H2O(g)测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,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 | 甲 | 乙 |
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(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)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Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为 (填序号)。
(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。
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__________________。
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,写出有关的离子方程式:________________________。
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还含有少量的Ag、CaO)可制备硫酸铅。制备流程图如下:
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,电解前硫酸溶液浓度为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。
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。
Ⅰ.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。
(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 。
Ⅱ.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 。
Ⅲ.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: 。
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:
①CN- -2e-+2OH- =CNO-+H2O ②2Cl- -2e- =Cl2↑
③3Cl2 +2CNO-+8OH-=N2+6Cl- +2CO32-+4H2O
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
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-)
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)2SO3(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.T1、T2的关系:T1>T2
C.K1、K2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