(16+2分)目前低碳经济已成为科学家研究的主要课题之一,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起全世界的关注:
(1)用电弧法合成的储氢材料常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这些杂质颗粒通常用硫酸酸化的锰酸钾氧化除去,在反应中,杂质碳被氧化为无污染气体而除去,Mn元素转变为Mn2+,请写出对应的化学方程式并配平: ;
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验2条件下的H2O 体积分数为 ;
②下列方法中可以证明上述已达平衡状态的是 ;
a.单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol CO
b.容器内压强不再变化
c.混合气体密度不再变化
d.混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.CO2的质量分数不再变化
③已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
气化反应式 |
lgK |
||
700K |
900K |
1200K |
|
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) |
-2.64 |
-0.39 |
1.58 |
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) |
-1.67 |
-0.03 |
1.44 |
则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在900K时,该反应平衡常数的对数值(lgK)= _。
(3)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) △ H 1=-393.5kJ·mol-1
CO2(g)+C(s) =2CO(g) △ H 2=+172.5kJ·mol-1
S(s)+O2(g) =SO2(g) △ H 3=-296.0kJ·mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式 。
(4)25℃时,在20 mL0.1 mol/L醋酸中加入V mL0.1 mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,
下列说法正确的是________。
A.pH=3的CH3COOH溶液和pH=11的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH—)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(CH3COO—)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(CH3COO—)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(CH3COO—)< c(Na+)=0.1mol/L
(5)下图是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质,图2是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式 ;
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与 极(填“C”或“D”)相连。
如图是稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中溶液酸碱度的变化情况。
(1)该实验操作是将 滴加到另一种溶液中。
(2)A点时溶液中的溶质是 (填化学式)。
(3)右下图是反应中某时的微观图示,此时对应于上图中A、B、C中的哪一点? ;证明你的判断正确的实验操作方法是:向反应后的溶液中滴加 溶液。
如下左图是甲、乙两种物质的溶解度曲线,右图所示两个烧杯中各盛有20℃时两种物质的饱和溶液。请你通过分析,回答下列问题:
(1)下列方法中能使甲物质的溶解度增大的是
A.溶解时搅拌 | B.升高温度 | C.降低温度 | D.增加水的质量 |
(2)在80℃时,将55克甲物质放到50克水中,形成溶液的质量是 克。
(3)不改变溶质质量分数使接近饱和的乙的不饱和溶液变为饱和溶液的方法是 。
(4)当温度由20℃升高到60℃时(不考虑水分蒸发),B烧杯中固体质量增多,则B烧杯溶液中的溶质是 (填“甲”或“乙”)。
(5)将80℃的甲、乙饱和溶液降温到40℃,得到的溶液中溶质的质量分数大小关系是甲 乙(填“>”、“=”或“<”)。
(6)甲中含有少量乙时,提纯甲的方法是 。
电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,准备采用下列步骤:
(1)写出FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式___________,若Fe和Cu及稀硫酸构成原电池,_______可做负极材料。可通过向滤液中加入________(填化学式)溶液来检验Fe3+的存在,现象是__________。
(2)写出上图步骤③相关反应的化学方程式:③____________。C还可以用______(填化学式),用这种物质反应后不引入新的杂质。
(3)请写出焊接钢轨时发生反应的化学方程式 。
(本题共15分)在实验室可以在试管A中加入3 mL 乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL 乙酸,按下图所示(挟持和加热仪器略去)连接好装置进行实验,以制取乙酸乙酯。回答下列问题:
(1)浓硫酸的主要作用是①________,②________。
(2)试管B中盛放的溶液是________,B中通蒸气的导管不能插入溶液中目的是_______。
(3)做此实验时,有时还向A试管里加入几块碎瓷片,其目的是________。
(4)制取乙酸乙酯的反应方程式是_____________,反应类型_ 。
(5)长的玻璃导管的作用是_ 。
(6)实验完成后,观察到试管B的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生。可通过________(填操作名称)的方法进行分离。
(7)若要分离沸点不同且互溶的液体,该操作名称________。
(8)实验室可用乙醇来制取乙烯,将生成的乙烯通入溴的四氯化碳溶液,反应后生成物的结构简式是_______________,反应类型是_________,请写出由乙醇制取乙烯的化学方程式 。
t℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),△H=-Q,10分钟时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2还乘余0.8mol,请填写下列空白
(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速为 ;平衡时SO2转化率为 。
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是 (填标号,下同)。
A.溶器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO2转化率的是________。
A.向容器中通入少量O2
B.向容器中通入少量SO2
C.降低温度
D.使用催化剂
E.向容器中通入少量氦气(已知:氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%。SO2的转化率为________。