人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。
(1)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:
在阳极区发生的反应包括 和H ++ HCO3- ="=" H2O + CO2↑。
(2)再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物,工业上利用该反应合成甲醇。
已知:25 ℃,101 KPa下:
H2(g) + O2(g) ="==" H2O(g) Δ H1= —242 kJ·mol-1
CH3OH(g) +O2(g) ="==" CO2 (g) + 2 H2O(g) Δ H2= —676 kJ·mol-1
①写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式 。
②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是 (填字母序号)。
a b c d
(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中,电解质溶液为酸性,示意图如下:
①该电池外电路电子的流动方向为 (填写“从A到B”或“从B到A”)。
②A电极附近甲醇发生的电极反应式为 。
生产生活中广泛涉及氧化还原反应。
(1)工业上冶炼下列物质通常不采用电解法的是。
a.Nab.Mg c.Fe d.Ag
(2)下图为电解精炼铜的示意图,电极a为粗铜,则a连接电源的极,b极的电极反应式为。
(3)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应NaN3 + KNO3 → K2O + Na2O + X↑(未配平),已知X为单质,在反应中NaN3失去电子。则该反应的氧化剂为,X的化学式为,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为。
(4)工业上制取高纯度MnO2的某一步骤如图所示,请写出该反应的离子方程式。
一定条件下,有如下反应:
2CO (g) + O2(g)=2CO2(g)ΔH1=" -" 566.0kJ·mol-1
3Fe(s) +2O2(g)=Fe3O4 (s)ΔH2=-1118.3kJ·mol-1
Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s) +4CO2 (g) ΔH3
(1)试计算,ΔH3 =
(2)已知1100℃时,反应Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2 (g) ΔH3的化学平衡常数为4.8×10-3。若在1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.020mol·L-1,c(CO)=0.10mol·L-1,此时该反应(填“是”或“否”)处于平衡状态,理由是,此时υ正υ逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)下列试剂可以用于吸收工业尾气中的CO2的是。
a.(NH4)2CO3溶液 b.氨水 c.NaHSO3溶液 d.CaCl2溶液
A、B、C、X均为中学常见的物质,一定条件下它们的转化关系如下(副产物已略去)。
试回答:
(1)若X为O2,则A不可能是(填选项)。
a. Si b. NH3 c. Mg d. S
(2)若A、B、C的水溶液均显碱性,焰色反应均为黄色,X为CO2,用离子方程式解释B 溶液显碱性的原因,举出C的一种用途。
(3)若A是一种黄绿色气体单质,X是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,反应①属于置换反应,写出反应①的化学方程式,C的水溶液中各离子浓度由大到小顺序为。
短周期元素A、X、D、E、R、T原子序数依次增大,原子结构及性质如表所示:
元素 |
结构及性质 |
A |
A的原子半径最小 |
X |
X原子最外层电子数是次外层的两倍 |
D |
D是短周期中金属性最强的元素 |
E |
E的最高价氧化物对应水化物是一种常见的两性氢氧化物 |
R |
R与X同主族 |
T |
T的负一价阴离子的核外电子排布与Ar原子相同 |
(1)R元素在周期表的位置是,化合物DT中存在的化学键是。
(2)写出E单质与NaOH溶液反应的离子方程式。
(3)1g X2A4 完全燃烧,恢复到常温时放出a kJ的热量,写出X2A4完全燃烧的热化学方程式。
(4)RT4极易水解生成两种酸,写出该反应的化学方程式。
(5)已知某温度下T的某一元含氧酸的Ka = 4.0×10-8,若一定浓度该酸的pH=4,则此溶液的物质的量浓度为。
H2O2在工业、农业、医药上都有广泛的用途。
(1)H2O2是二元弱酸,写出第一步的电离方程式,第二步的电离平衡常数表达式Ka2=。
(2)许多物质都可以做H2O2分解的催化剂。一种观点认为:在反应过程中催化剂先被H2O2氧化(或还原),后又被H2O2还原(或氧化)。下列物质都可做H2O2分解的催化剂,在反应过程中先被氧化,后被还原的是。
①I-②Fe3+③Cu2+④Fe2+
(3)用碱性氢氧燃料电池合成H2O2,具有效率高,无污染等特点。电池总反应为:
H2 + O2 + OH- = H2O + HO2-。写出正极反应式:。
(4)H2O2是一种环境友好的强氧化剂。电镀废水(主要含Cu2+、Ni2+,还含少量Fe3+、Fe2+、Cr3+ 等)制备硫酸镍的一种流程如下:
①第(ⅰ)步,加入H2O2反应的离子方程式。
②第(ⅱ)步,滤渣中的主要成分在医疗上的用途是。
③为测定NiSO4·n H2O的组成,进行如下实验:称取2.627g样品,配制成250.00 mL溶液。准确量取配制的溶液25.00 mL,用0.04000 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定Ni2+(离子方程式为Ni2++ H2Y2-=NiY2-+ 2H+),消耗EDTA标准溶液25.00 mL。则硫酸镍晶体的化学式为。