降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。
(1)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为_________ ____ ___。
(2)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。
①图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②500℃达平衡时,CH3OH的体积分数为 。
(3) 右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述(2)中反应的逆反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为 ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。 
I、在理论上不能用于设计原电池的化学反应是
| A.CH4(g)+2 O2(g)=" C" O2(g)+2 H2O(1) △H <0 |
| B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)= BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1) △H >0 |
| C.4Al(s)+ 6H2O(1)+ 3O2(g)==4Al(OH)3(s) △H <0 |
| D.Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(1)= 2MnOOH(s)+Zn(OH)2(s) △H <0 |
若你认为A可以设计成原电池,创造碱性环境,请写出负极的电极反应式为 (若你认为不能此空不填)。
II、北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:C3H8(g) = CH4(g)+HC
CH(g)+H2(g) △H1=156.6 kJ·mol-1
CH3CH
CH2(g) = CH4(g)+HC
CH(g )△H2=32.4 kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)= CH3CH
CH2(g)+H2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)以丙烷为燃料制作燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ;放电时CO32-移向电池的 (填“正”或“负”)极。负极的电极反应式为
填空:
(1)含0.4mol A13+的Al2(SO4)3中所含的SO42-的物质的量是_____________;
(2)已知16g A和20g B恰好完全反应生成0.04mol C和31.76g D,则C的摩尔质量为______________;
(3)如果ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是(设NA为阿伏加德罗常数)____________________。
(4)在标准状况下,44.8L的NH3气体质量为 g, 其中含 个氢原子,其中含 molN, 将其溶于水配成200mL的溶液,其物质的量浓度为_ mol/L。
纳米级Cu2O是优良的催化剂和半导体材料,工业上常用下列方法制备Cu2O。
(1)热还原法:加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为________________________________。
(2)电解法:以氢氧燃料电池为电源,用电解法制备Cu2O装置如图所示。
①A的化学式为___________________________。
②燃料电池中,OH-的移动方向为______________(填“由左向右”或“由右向左”);电解池中,阳极的电极反应式为____________________________。
③电解一段时间后,欲使阴极室溶液恢复原来组成,应向其中补充一定量的_____________(填化学式)。
④制备过程中,可循环利用的物质为________________(填化学式)。
(3)干法还原法
利用反应Cu+CuO
Cu2O也可制备Cu2O。将反应后的均匀固体混合物(含有三种成分)等分为两份,一份与足量H2充分反应后,固体质量减少6.4g;另一份恰好溶于500mL稀硝酸,生成标准状况下4.48LNO,该稀硝酸的物质的量浓度为_________________。
甲醇又称“木醇”,是无色有酒精气味易挥发的有毒液体。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(l)+H2O (g) △H=Q1kJ·mol-1
又查资料得知:①CH3OH(l)+1/2 O2(g)
CO2(g)+2H2(g)△H=Q2kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) △H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为 。
某同学设计了一个甲醇燃料电池,并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图:
(2)为除去饱和食盐水中的铵根离子,可在碱性条件下通入氯气,反应生成氮气。该反应的离子方程式为___________________________________。
(3)过量氯气用Na2S2O3除去,反应中S2O32-被氧化为SO42-。若过量的氯气为1×10-3mol,则理论上生成的SO42-为_____________mol。
(4)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式______________________。
(5)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式____________,原混合溶液中 NaCl的物质的量浓度为___________mol/L。(设溶液体积不变)
(6)当向上述甲装置中通入标况下的氧气336mL时,理论上在铁电极上可析出铜的质量为_____________g。
(7)若使上述电解装置的电流强度达到5.0A,理论上每分钟应向负极通入气体的质量为_____________克。(已知1个电子所带电量为1.6×10-19C,计算结果保留两位有效数字)
W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1:1和1:2的化合物。

请回答下列问题。
(1)H2Y2的电子式为______________________,Z在周期表中的位置___________________。
(2)在图中,b的pH约为7,且含有Fe2+和淀粉KI的水溶液,a为H2Y2的水溶液,旋开分液漏斗旋钮,观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_________________________。
(3)已知:298K时,金属钠与Y2气体反应,若生成1molNa2Y固体时,放出热量414kJ;若生成1molNa2Y2固体时,放出热量511kJ。则由Na2Y固体与Y2气体反应生成Na2Y2固体的热化学方程式为_____________。
(4)有人设想利用原电池原理以气体Z2和氢气制备一种重要的化工原料,同时获取电能。假设这种想法可行,用石墨作电极材料,用稀盐酸作电解溶液,则通入Z2的电极为原电池的___________极,其电极反应式为____________________。