(16分)甲醇又称“木醇”或“木精”,沸点64.7℃,是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有毒,误饮5~10mL能双目失明,大量饮用会导致死亡。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 。
(2)工业上可用CO和H2O (g) 来合成CO2和H2,再利用(1)中反应原理合成甲醇。某温度下,将1molCO和1.5molH2O充入10L固定密闭容器中进行化学反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H>0,当反应进行到10min时达到平衡,此时测得H2为0.6 mol。回答下列问题:
①0~10min内H2O(g)的平均反应速率为 。
②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率,可以采用的方法是 。
a.升高温度 b.缩小容器的体积
c.增大H2O (g)的浓度 d.加入适当的催化剂
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O(g),重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H2的体积分数为 。
(3)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池,下图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知:A、B、C、D、E、F都是惰性电极,丙中为0.1 mol/L CuSO4溶液 (假设反应前后溶液体积不变) ,当向甲池通入气体a和b时,D极附近呈红色。回答下列问题:
①a物质是 , A电极的电极反应式为 。
②乙装置中的总化学反应方程式为 。
③当乙装置中C电极收集到224mL(标况下)气体时, 丙中溶液的pH=——。
(1)请将5种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的化学方程式。
___________+______________________+___________+___________+H2O
(2)反应物中发生氧化反应的物质是___________,被还原的元素是___________。
(3)反应中1 mol氧化剂___________(填“得到”或“失去”) ___________mol电子。
(4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中:___________+
___________
新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示:
(1)已知铁酸盐(MFe2O4)被H2高温还原时,发生反应的MFe2O4与H2的物质的量之比为2∶1,则还原产物MFe2Ox中x=________,MFe2Ox中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为________。
(2)在酸性溶液中,易转化为Fe2+:
+2e-+8H+====2Fe2++4H2O,有KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种能使上述还原过程发生,写出该氧化还原反应的离子方程式:_____________________________________。
(1)2008年9月25日,“神舟七号”载人航天飞船在酒泉卫星发射中心成功发射升空。航天飞船曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料。加热铝粉使其氧化并放出大量热量,促使混合物中另一种燃料分解。m mol高氯酸铵分解时除产生2m mol水蒸气和m mol氧气外,其他组成元素均以单质形式放出,因而产生巨大的推动力。
(1)写出其中涉及的化学方程式:_____________;____________。
(2)高氯酸铵作为火箭燃料的重要供氧剂。高氯酸铵在高压、450 ℃的条件下迅速分解生成水蒸气、氮气、氯化氢和氧气。
①写出此反应的化学方程式:____________________。
②反应中生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比是__________,每分解1 mol高氯酸铵,转移的电子数目是__________。
在反应Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2中,____________元素的化合价升高,该元素____________电子被____________,____________是还原剂, ____________表现还原性, ____________发生了氧化反应,氧化产物是____________;____________元素的化合价降低,该元素的原子____________电子,被____________,____________是氧化剂,表现了氧化性, ____________发生了还原反应,还原产物是____________。
配平方程式:
_________An+_________By-=_________Ax-+Bm