(10分)降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，目前工业上有一种方法是用CO2来生产 甲醇燃料。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH ＝－49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________mol/(L·min)；
（2）氢气的转化率＝________；
（3）该反应的平衡常数为________(保留小数点后2位)；
（4）下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
| A．升高温度 |
| B．充入He(g)，使体系压强增大 |
| C．将H2O(g)从体系中分离出去 |
| D．再充入1mol H2 |
（5）当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2，则c1________c2的关系(填“>”、“<”或“＝”)。
已知25 ℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如下表:
| 化学式 |
CH3COOH |
H2CO3 |
HClO |
|
| 平衡常数 |
Ka=1.8×10-5 |
 =4.3×10-7 |
 =5.6×10-11 |
Ka=3.0×10-8 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液:a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO
d.NaHCO3;pH由小到大的排列顺序是 (用字母表示)。
(2)常温下,0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是(填序号)。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH)
C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+)
(3)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数 (填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。理由是 。
(4)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值),
= 。
(1)将等物质的量的KI和CuCl2溶于水，用惰性电极电解，该电解反应可分为________个阶段(表格不一定填满，若不够还可以自行添加)。
| 阶段 |
相当于电解什么溶液 |
离子方程式 |
| ① |
||
| ② |
||
| ③ |
||
| ④ |
||
| ⑤ |
(2)画出过程中溶液pH随时间变化的曲线(假定生成的Cl2全部逸出)。
某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。
图1图2
请回答:
Ⅰ.用图1所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是 (填序号)。
| A．铝 | B．石墨 | C．银 | D．铂 |
(2)N极发生反应的电极反应为 。
(3)实验过程中,
(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象有 。
Ⅱ.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(
)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中,X极区溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-
+4H2O和 。
(6)若在X极收集到672 mL气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况下的气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少 g。
(7)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:
2K2FeO4+3ZnFe2O3+ZnO+2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应为 。
电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：
(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为________，阴极反应式为________。
(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是
_______(填序号)。
a．②区铜片上有气泡产生
b．③区铁片的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑
c．最先观察到变成红色的区域是②区
d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化
(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH
实验室中，以一定浓度的乙醛－Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。
①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入________(填化学式)，电极反应式为________。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。
电化学原理在工业生产中有着重要的作用，请利用所学知识回答有关问题。
(1)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为(x＋1)S2－=Sx＋S2－＋2xe－，则阴极的电极反应式是____________________________
当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为____________(标准状况下)。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子反应方程式表示)：___________________________。
(2)MnO2是一种重要的无机功能材料，制备MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO4溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为_______________________，
当蓄电池中有4 mol H＋被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为________，MnO2的理论产量为________g。
(3)用图电解装置可制得具有净水作用的
。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐生成
①电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－=＋4H2O和______________________________，若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。