(14分)“低碳循环”已引起各国家的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。
(1)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),得到如下三组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需 |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验2条件下平衡常数K= 。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900 ℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1 mol,则此时V正 V逆(填“<”,“>”,“=”)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ·mol-1
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________
(3)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10 mL 0.01 mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系 ;
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4 mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 ______________mol·L-1。
(5)以二甲醚(CH3OCH3)、空气、H2SO4为原料,铂为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式: 。
1886年,德国夫赖堡(Frieberg)矿业学院的一位教授在分析夫赖堡附近发现的一种新矿石(以X表示,X为整比化合物)的时候,发现其中有一种当时未知的新元素(以Y表示,在X中Y的化合价为+4),并通过实验验证了自己的推断。经分析,X中含有银元素(化合价为+1)和硫元素(化合价为-2),其中Ag的质量分数为76.53%。在氢气流中加热X,可得到Ag2S、H2S和Y的低价硫化物(Y的化合价为+2)。如果在200℃和100kPa条件下完全转化16.0g的X需要0.557L的氢气。根据上面的描述:
(1)计算Y的摩尔质量并指出Y在元素周期表中的位置
(2)写出X的化学式
(3)写出氢气和X反应的化学方程式
Ⅰ.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:
已知NaHCO3在低温下溶解度较小。
反应Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,处理母液的两种方法:
(1)向母液中加入石灰乳,可将其中________循环利用。
(2)向母液中通入NH3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH4Cl晶体。试写出通入NH3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式 ___________。
Ⅱ.某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。
(1)装置丙中冷水的作用是;
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有_______、洗涤、灼烧。NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为;
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究。
取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6 g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。
则曲线a对应的溶液中的离子是___________(填离子符号下同);曲线c对应的溶液中的离子是___________;该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是; 21
(4)若取21.0 g NaHCO3固体,加热了t2 rnin后,剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol•L—1的盐酸中,则充分反应后溶液中H+ 的物质的量浓度为____________(设溶液体积变化忽略不计)
二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂,而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。制备ClO2有下列两种方法:
方法一:2 NaClO3 + 4 HCl=2 ClO2↑+ Cl2↑+ 2 NaCl + 2 H2O
方法二:2 NaClO3 + H2O2 + H2SO4=2 ClO2↑+ O2↑+Na2SO4 + 2 H2O
(1)方法一的离子方程式:;
(2)方法二中被氧化的物质是,若反应中有0.1mol电子转移,则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为L;在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目2 NaClO3 + H2O2 + H2SO4=2 ClO2↑+ O2↑+ Na2SO4 + 2 H2O
二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。ClO2是一种黄绿色的气体,易溶于水。实验室以NH4C1、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料制备ClO2的流程如下:
⑴ 写出电解时发生反应的化学方式:。
⑵ 测定ClO2(如右图)的过程如下:在锥形瓶中加入足最的碘化钾,用100 mL水溶解后,再加3 mL硫酸溶液;在玻璃液封管中加入水;将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收;将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,用c mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),共用去V mL硫代硫酸钠溶液。
① ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应,反应的离子方程式为:。
② 装置中玻璃液封管的作用是、。
③ 滴定至终点的现象是。
④ 测得ClO2的质量m(ClO2)=。(用含c、V的代数式表示)
铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3,含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。工业上从铝土矿中提炼Al2O3并制取铝的流程如下:
请回答下列问题:
(1)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为。
(2)图中涉及分离溶液与沉淀的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_________。
(3)反应1涉及的化学方程式有、。滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是_(填化学式)。
(4)向滤液Ⅱ中通入气体A为,生成沉淀B的离子方程式为。