(12分)欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O
(2)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
| 物质 n/mol T/℃ |
活性炭 |
NO |
E |
F |
| 初始 |
2.030 |
0.100 |
0 |
0 |
| T1 |
2.000 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
| T2 |
2.005 |
0.050 |
0.025 |
0.025 |
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式 。
②根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号) 。
a.T1>T2 b.T1<T2 c.无法比较
(3)CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为:
(4)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质, CO 为阳极燃气,空气与 CO2的混和气为阴极助燃气,制得在 650 ℃下工作的燃料电池,其阳极反应式:2CO + 2CO32- =4CO2 +4e-则阴极反应式: ,电池总反应式: 。
某炼铁厂在冶炼生铁过程中,矿石中的铁有2%损耗掉,该厂每天生产含铁95%的生铁70t,问需含Fe2O370%的赤铁矿多少吨?
在长期的生产实践中,人类对各种金属器件的防锈问题已找到一些理想的措施,例如:
(1)农机具采用;
(2)地下输油管道采用;
(3)远洋巨轮船体采用;
(4)大型水库的钢铁闸门采用。
铁是自然界里分布最广的金属元素之一,在地壳中的质量约占5%左右。铁矿石的种类很多,重要的有磁铁矿石(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)等。
(1)写出用赤铁矿石炼铁的主要化学反应方程式。
(2)红热的铁能跟水蒸气起反应,有一种产物是可燃性气体,则其反应的化学方程式为。在常温下,铁跟水不反应,但是,在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁产量的四分之一。刷油漆是重要的防腐蚀措施之一,油漆防腐蚀的主要原理是。
(3)铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用。
已知有关物质的熔沸点数据如下表:
| MgO |
Al2O3 |
MgCl2 |
AlCl3 |
|
| 熔点/℃ |
2852 |
2072 |
714 |
190 |
| 沸点/℃ |
3600 |
2980 |
1412 |
182.7 |
请参考上述数据填空和回答问题。
(1)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,而不用电解电解MgO的方法生产镁。
(2)工业上用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝,而不用电解AlCl3的方法生产铝,冰晶石在炼铝过程中的作用是。
(1)炼钢和炼铁都利用氧化还原反应,但炼铁是有,其核心反应是。而炼钢主要是用,其除碳的反应为。
(2)炼铁时常用的焦炭形成还原剂,能用煤代替吗?,为什么?
(3)检查钢质设备完好性的方法之一是:在被怀疑有裂纹处涂上10%的盐酸,过一段时间如观察到有粗线裂纹,表明该部分原先确有裂纹,产生粗线裂纹的原因是