将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol-1
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1
请你根据上述信息回答下列问题:
(1)煤是一种成分复杂的混合物,其中除含碳、氢元素外,还含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固体煤燃烧会导致大气污染,写出煤燃烧产生的两种污染: ,将石灰石粉与煤粉混合,可以有效地减少煤燃烧过程中的二氧化硫污染,写出该反应的化学方程式:____________________
(2)根据已知热化学方程式写出由煤制备水煤气的热化学方程式:____________________________。
(3)下面是甲、乙两位同学对上述热化学方程式及煤燃烧的理解。
甲同学:1 mol CO与1 mol H2燃烧放出的热量之和大于1 mol固体炭燃烧放出的热量,所以煤燃烧时加入少量水,可以使煤燃烧放出更多的热量。
乙同学:根据下面的物质与能量循环,将煤炭转化为水煤气,再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同,而将煤炭转化为水煤气将会增加消耗,故煤炭转化为水煤气得不偿失。
C(s)+H2O(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)
CO(g)+O2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+
O2(g)
请你评价两位同学的理解:
①甲同学的说法 (答“正确”或“不正确”),原因是______________________________________。
②乙同学的说法 (答“正确”或“不正确”),原因是_____________________________________。
利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既价廉又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第三周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为________。
②常温下,不能与M单质发生反应的是________(填序号)。
A.CuSO4溶液 | B.Fe2O3 | C.浓硫酸 | D.NaOH溶液 |
(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法
已知:H2S(g)H2(g)+
S2(g)
在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果见下图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:____________________________________。
②电化学法
该法制氢过程的示意图如下。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是____________________;反应池中发生反应的化学方程式为____________________。反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为_______________。
(8分)某强碱性溶液中可能含有的离子是K+、NH4+、Al3+、AlO2-、SO42-、SiO32-、CO32-、Cl-中的某几种离子,现进行如下实验:
①取少量的溶液用硝酸酸化后,加Ba(NO3)2溶液,无沉淀生成。
②另取少量溶液加入盐酸,其现象是:一段时间保持原样后,开始产生沉淀并逐渐增多,沉淀量基本不变后产生一种气体,最后沉淀逐渐减少至消失。
(1)肯定不存在的离子是___________________________。
(2)写出步骤②中生成沉淀和气体的反应的离子方程式____________________;
(3)已知一定量的原溶液中加入5 mL 0.2 mol/L盐酸时,沉淀会完全消失,加入足量的硝酸银溶液可得到沉淀0.187 g,则原溶液中是否含有Cl-?______(填“有”或“无”)。
(10 分)游泳池水的含氯气量应该控制在0.5mg/L至1.0 mg /L之间,
(1)写出氯气溶于水后的化学方程式。
(2)你认为哪几天的天气炎热、阳光强烈,理由是。(用化学方程式表示)
(3)小型泳池通常使用次氯酸钠溶液而非氯气来消毒池水,试举出使用次氯酸钠溶液而非氯气的一项理由。用化学方程式说明工业上如何生产次氯酸钠溶液。
(8分)将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中,然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答:
(1)若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1=160 mL时,则金属粉末中n(Mg)=________mol,V2=________ mL。
(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=________ mL。
(3)若混合物仍为0.1 mol,其中镁粉的物质的量分数为a,用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后,再加入450 mL 1 mol/L的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是________。
(8分)从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_______________________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为___________________________。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入__________________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是_____(填化学式),写出该溶质的一种用途________。
(5)已知298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12。取适量的滤液B,加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=__________。