二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源,它清洁、高效、具有优良的环保性能。
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压强2.0~10.0 MPa,温度230~280℃)进行下列反应:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:CH4(g)+O2(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。该反应是 反应(填“自发”或“非自发”)。
(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= 。830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K 1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反应中,可以循环使用的物质有 。
Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是 极。
铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及其化合物有着各自的性质。
(1)现配制100mL0.01 mol•L-1FeCl3溶液,配制过程中需要的玻璃仪器除量筒、胶头滴管、烧杯外,还需要______________;
(2)将FeCl3溶液滴入沸水可得到红褐色液体,反应的离子方程式是__________。此液体具有的性质是_________(填写序号字母)。
a.光束通过该液体时形成光亮的“通路”
b.将该液体进行过滤,可得到红褐色固体
c.向该液体中加入AgNO3溶液,无沉淀产生
d.该液体显酸性
(3)“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石,例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分FeS2)氧化为Fe2(SO4)3,并使溶液酸性增强.
①该过程反应的化学方程式为__________。
②人们可利用Fe2(SO4)3作强氧化剂溶解铜矿石(Cu2S),然后加入铁屑进一步得到铜,该过程中发生的离子反应方程式如下,请补充完整并配平:____Cu2S+____Fe3++ ____H2O____Cu2++____Fe2++____+____SO42-
(4)羟胺(NH2OH)是 一种还原剂,用25.0mL0.49mol/L羟胺有酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.50mL 0.020mol/L的KMnO4酸性溶液反应(反应后MnO4-离子变成Mn2+)。则在上述反应中,羟胺的氧化产物中N的化合价是________。
某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下列物质之间的变化:
据此回答下列问题:
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV四步中对于溶液和沉淀采用的相同操作是______________。
(2)写出下列B、D、E所含物质的化学式:
固体B_______________沉淀D_______________溶液E_______________
(3)写出①、②、③、④过程中发生的三个离子反应方程式,反应④的化学方程式。
①_______________________________
②_______________________________
③_______________________________
④_______________________________
配位化合物在生产生活中有重要应用,请根据要求回答下列问题:
(1)现有Ti3+的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该配合物的配体是_______,配位数是______。
(2)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]-生成,则[Al(OH)4]-中存在________。
a.共价键 b.非极性键 c.配位键 d.σ键 e.π键
(3)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀,在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,则无明显现象,则第一种配合物的结构式为______________,第二种配合物的结构式为______________,如果在第二种配合物溶液中滴加AgNO3溶液时,产生的现象是___________________。(提示:TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构式可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2)
碳、氧、氯、铁是与人类生产、生活息息相关的化学元素。
(1)基态铁原子的外围电子排布式为_________________________。
(2)与CO互为等电子体的分子和离子分别为________和________(各举一种即可,填化学式),CO分子的电子式为________。
(3)在CH4、CO、CH3OH中,碳原子采取sp3杂化的分子有________________,CH3OH的熔、沸点比CH4高,其主要原因是____________________。
(4)C、O、Cl三种元素的电负性由大到小的顺序为__________________(用元素符号表示)。COCl2俗称光气,分子中C原子采取__________杂化成键,根据原子轨道重叠方式的不同来看,碳原子与氧原子之间形成共价键的类型和数目为__________________。
(5)甲烷和四氯化碳具有相似的空间结构,但常温下甲烷是气体,四氯化碳是液体,其原因是____________。
下图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g,试回答:
(1)电源电极X的名称为 。
(2)pH变化:A ,B ,C 。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5 min后,B中共收集224 mL气体(标准状况),溶液体积为200 mL,则通电前CuSO4溶液的质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化)。