科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇和水,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的热值分别为143kJ· g-1、10kJ·g-1和23kJ·g-1。请回答下列问题:
(1)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_ ______;
(2)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为碱性,负极的反应式为_____ , 总反应式 。
(3)在350℃时,保持温度不变,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应生成甲醇蒸汽和水蒸气达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______;若350℃时,保持温度不变,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒压器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为b,则a b(用“>、=、<”表示)
锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe- = LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为 。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是 。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式 。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是 。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 (填化学式)。
按要求书写下列反应的离子方程式:
(1)往澄清石灰水中通入少量二氧化碳,请写出此反应的离子方程式: 。
(2)锌粒投入稀H2SO4中,溶液里氢离子的量减少,锌离子的量增加, 离子的量没有变化,反应的离子方程式是 。
(3)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性,请写出发生反应的离子方程式: 。
(4)将过量的二氧化碳气体通入烧碱溶液中,然后将反应后的溶液分成二等份,分别加入与所得溶液溶质,等物质的量的硝酸、氢氧化钙溶液。请分别写出发生反应的离子方程式:
① 。
② 。
现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)混合气体中碳原子的个数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)将混合气体依次通过下列如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。
②气球中收集到的气体中,电子总数为_____(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。
HNO3与金属反应时,还原产物可能是NO2、NO、N2O、N2和NH3中的一种或几种。某同学取一定量的Al、Fe混合物,与2.0L极稀的HNO3充分反应,假设HNO3的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中,逐滴加入4mol/L的NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图像回答问题:
(1)与HNO3反应后Fe元素的化合价是 。
(2)DE段发生反应的离子方程式为: 。
(3)B点对应的沉淀的物质的量为 mol.
(4)原硝酸溶液的物质的量浓度为 mol/L.
烟气脱硫(SO2)脱硝(NOx)一体化技术是大气污染防治研究的热点。烟气中NO通常占NOx总量的90%以上,但NO的脱除难度较大。某研究小组探究用次氯酸钙溶液同时脱除烟气中SO2和NO的方法。
脱硫:Ca(ClO)2(aq) + 2SO2(g) + 2H2O(l)=CaSO4(s) + H2SO4(aq) + 2HCl(aq) Ⅰ
脱硝:3Ca(ClO)2(aq) + 4NO(g) + 2H2O(l)=3CaCl2(aq) + 4HNO3(aq) Ⅱ
请回答:
(1)脱硫过程涉及的各化学反应及其ΔH如下:
SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq) ΔH=a
Ca(ClO)2(aq) + H2SO3(aq) = CaSO3(s) + 2HClO(aq) ΔH=b
CaSO3(s) + HClO(aq) = CaSO4(s) + HCl(aq) ΔH=c
H2SO3(aq) + HClO(aq) = H2SO4(aq) + HCl(aq) ΔH=d
脱硫反应Ⅰ的ΔH1= 。
(2)脱硫反应Ⅰ和脱硝反应Ⅱ的平衡常数随温度的变化如下图所示:
①判断反应Ⅱ的ΔS2 0、ΔH2 0(填<、=或>),指出有利于自发进行的温度条件是 (填“较高温度”或“较低温度”)。
②预测用次氯酸钙溶液脱硫脱硝反应进行的程度并说明理由 。
(3)与NaClO溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法更能促进脱硫反应进行,理由是 。
(4)与NaOH溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法的脱硫脱硝效率更高,理由是 。