甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在于地球上,储量巨大,充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。
(1)乙炔(CH≡CH)是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解法制取乙炔,反应为:2CH4(g)
C2H2(g)+ 3H2(g)。甲烷裂解时还发生副反应: 2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g)。甲烷裂解时,几种气体平衡时分压(Pa)的对数即lgP与温度(℃)之间的关系如图所示。

①1725℃时,向恒容密闭容器中充入CH4,达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为_______。
②1725℃时,若图中H2的lgP=5,则反应2CH4(g)
C2H2(g)+ 3H2(g)的平衡常数Kp=_________(注:用平衡分压Pa代替平衡浓度mol/L进行计算)。
③根据图判断,2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)△H_____0(填“>”或“<”)。由图可知,甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成。为提高甲烷制乙炔的产率,除改变温度外,还可采取的措施有_______。
(2)工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气(CO、H2),发生反应为:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H>0

图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线,其中表示1MPa的是________(填字母)。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和平衡知识,同时考虑实际生产,说明选择该反应条件的主要原因是__________。
(3)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体,在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示:

已知: CH4(g)+ H2O(g)
CO (g )+ 3H2(g) △H =+206.2 kJ/mol
CH4(g)+ 2H2O(g)
CO2(g )+4H2(g) △H =+158.6 kJ/mol
则:
①过程II中第二步反应的化学方程式为__________。
②只有过程I投料比
=______,过程II中催化剂组成才会保持不变。
③该技术总反应的热化学方程式为_______________。
碘化钾可用于有机合成、制药等领域,它是一种白色立方结晶或粉末,易溶于水。有两个学习小组查阅资料后,分别设计以下实验装置制备KI:
【查阅资料】:
(1)3I2+6KOH═KIO3+5KI+3H2O
(2)H2S是有剧毒的酸性气体,具有较强还原性,水溶液称氢硫酸(弱酸);
(3)HCOOH(甲酸)具有强烈刺激性气味的液体,具有较强还原性,弱酸;
(4)在实验条件下,S2-、HCOOH分别被KIO3氧化为SO42-、CO2。
Ⅰ组. H2S还原法,实验装置如图:

实验步骤如下:
①在上图所示的C中加入127g研细的单质I2和210g 30%的KOH 溶液,搅拌至碘完全溶解。
②打开弹簧夹向其中通入足量的 H2S。
③将装置C中所得溶液用稀H2SO4酸化后,置于水浴上加热10min。
④在装置C的溶液中加入BaCO3,充分搅拌后,过滤、洗涤。
⑤将滤液用氢碘酸酸化,将所得溶液蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。得产品145g。
Ⅱ组.甲酸还原法,实验装置如图:

实验步骤如下:
⑥在三颈瓶中加入 127g 研细的单质I2和210g 30%的 KOH 溶液,搅拌至碘完全溶解。
⑦通过滴液漏斗向反应后的溶液中滴加入适量HCOOH,充分反应后,再用KOH溶液调pH至9~10,将所得溶液蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。得产品 155g。
回答下列问题;
(1)图中装置 A 中发生反应的离子方程式为__________;装置 B 中的试剂是_________。
(2)D装置的作用是___________。
(3)步骤④的目的是_____________________ 。
(4)步骤⑤中“滤液用氢碘酸酸化”的目的是__________________ 。
(5)Ⅱ组实验的产率为__________________。
(6)Ⅱ组实验中,加入HCOOH发生氧化还原反应的离子方程式为_______________。
(7)与Ⅰ组相比较,Ⅱ组实验的优点是(至少答出两点即可)__________________。
某工厂将制革工业污泥中的铬元素以难溶物CrOH(H2O)5SO4的形式回收,工艺流程如下,其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

回答下列问题:
(1)4.8 mol/L的硫酸溶液密度为1.27g/cm3,该溶液中硫酸的质量分数是_______。
(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式:______。
(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子 | Fe3+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
开始沉淀时的pH | 2.7 | — | — | — |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 11.1 | 5.4(>8溶解) | 9(>9溶解) |
①Cr (OH)3溶解于NaOH溶液时反应的离子方程式是___________。
②加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72-转化为CrO42-。滤液Ⅱ中阳离子主要有______;但溶液的pH不能超过8,其理由是______________________________。
(4)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是_____________。
(5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式:_______________。
已知:25℃,NH3·H2O电离平衡常数K=1.76×10-5。25℃,向1 L 0.1 mol/L某一元酸HR溶液中逐渐通入氨气,若溶液温度和体积保持不变,所得混合溶液的pH与
变化的关系如图所示。下列叙述正确的是

A. 由图可推知:25℃,0.1 mol/L NaR溶液的pH约为10
B. 当通入0.1 mol NH3时,所得溶液中:c(NH4+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
C. pH=7时,所得溶液中:c(HR)>c(R-) =c(NH4+)
D. pH=10时,所得溶液中:c(R-)>c(HR) ,c(NH4+)>c(NH3·H2O)
由下列实验及现象得出的结论,不正确的是
| 实验 | 现象 | 结论 |
A | 向KNO3和KOH 混合溶液中加入铝粉并加热,管口放湿润的红色石蕊试纸 | 试纸变为蓝色 | NO3-被还原为NH3
|
B | 在Cu(NO3)2溶液中加入KI溶液,再加入苯,振荡 | 溶液分层,上层溶液呈紫色,下层有白色沉淀 | 氧化性:Cu2+>I2,白色沉淀可能为CuI |
C | 向2 支盛有2mL 相同浓度的NaOH溶液的试管中分别滴入2滴相同浓度的AlCl3和MgCl2溶液,振荡并静置 | 前者无沉淀,后者有白色沉淀 | Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Mg(OH)2] |
D | 相同温度下,在两支试管中各加入4 mL 0.01 mol/L KMnO4酸性溶液和2 mL 0.1 mol/LH2C2O4溶液,再向其中一支试管中快速加入少量MnSO4固体 | 加有MnSO4的试管中溶液褪色明显较快 | MnSO4对该反应有催化作用 |
A. A B. B C. C D. D
某新型电池,以NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料,负极材料采用Pt,正极材料采用MnO2(既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用),该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A. 每消耗3mol H2O2,转移6mol e﹣
B. 电池工作时Na+从b极区移向a极区
C. a极上的电极反应式为:BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2O
D. b极材料是MnO2,该电池总反应方程式:NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O
