开发新能源、新材料是实现社会可持续发展的需要。请回答下列问题:
(1)下图是2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图。
则:Mg(s)+2B(s)=MgB2(s) ΔH= 。
(2)采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料,并对Al-LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究:25℃水浴时,每克不同配比的Al-LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.25℃时,纯铝与水不反应
B.25℃时,纯LiBH4与水反应产生氢气
C.25℃时,Al-LiBH4复合材料中LiBH4含量越高,1000s内产生氢气的体积越大
(3)工业上可采用CO和H2合成再生能源甲醇,其反应的化学方程式为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
①在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2,用于合成甲醇。
CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
上述合成甲醇的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 。若达到平衡状态A时容器的体积为10 L,则平衡状态B时容器的体积为 L。
②图中虚线为该反应在使用催化剂条件下,起始H2、CO投料比和CO平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下,起始H2、CO投料比和CO平衡转化率的关系示意图。
(4)己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚(CH3OCH3)碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是 (填字母)。
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(5)LiFePO4与Li1-xFePO4作为磷酸亚铁锂电池电极材料,充放电过程中,发生LiFePO4与Li1-xFePO4之间的转化,电池放电时负极发生的反应为LixC6-xe-═xLi++6C,写出电池放电时反应的化学方程式 。
工业上利用氨氧化获得的高浓度
气体(含
、
)制备
、
,工艺流程如下:
已知:
+
+
=2
+
(1)中和液所含溶质除
及少量
外,还有(填化学式)。
(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的
等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的(填操作名称)最合理。
(3)母液Ⅰ进行转化时加入稀
的目的是。母液Ⅱ需回收利用,下列处理方法合理的是。
a.转入中和液 b.转入结晶Ⅰ操作
c.转入转化液d.转入结晶Ⅱ操作
(4)若将
、
两种产品的物质的量之比设为2:1,则生产1.38吨
时,
的理论用量为吨(假定
恰好完全反应)。
(12分)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O ,反应的化学方程式为:MnO2+SO2=MnSO4
(1)质量为17.40g纯净MnO2最多能氧化_____L(标准状况)SO2。
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为________。
(3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为_______。
(4)准确称取0.1710gMnSO4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H2PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.0500mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)
研究
在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的
主要以4种无机碳形式存在,其中
占95%,写出
溶于水产生
的方程式:。
(2)在海洋循环中,通过下图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的
只来自于
,用
标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:+=
+
+
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础,测量溶解无机碳,可采用如下方法:
①气提、吸收
,用
从酸化后的还说中吹出
并用碱液吸收(装置示意图如下),将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为
,再用
溶液滴定,消耗
溶液,海水中溶解无机碳的浓度=
。
(4)利用下图所示装置从海水中提取
,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取
的原理:。
②用该装置产生的物质处理
室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是。
氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:
(1)反应Ⅰ的化学方程式是。
(2)反应Ⅰ得到的产物用
进行分离。该产物的溶液在过量
的存在下会分成两层--含低浓度
的
层和高浓度的
的
层。
①根据上述事实,下列说法正确的是(选填序号)。
a.两层溶液的密度存在差异
b.加
前,
溶液和HI溶液不互溶
c.
在
溶液中比在
溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是。
③经检测,
层中
=2.06:1。其比值大于2的原因是。
(3)反应Ⅱ:
它由两步反应组成:i.
ii.
分解。
L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时,ii中
的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是。
②判断L1、L2的大小关系,并简述理由:。
硼氢化钠(
)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备
,其流程如下:
已知:
常温下能与水反应,可溶于异丙酸(沸点:13℃)。
(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是,原料中的金属钠通常保存在中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有,,玻璃片和小刀等。
(2)请配平第①步反应的化学方程式:
+□
+□
+□
==□
+□
(3)第②步分离采用的方法是;第③步分离(
)并回收溶剂,采用的方法是。
(4)
与水反应生成
和氢气,在25℃,101
下,已知每消耗3.8克
放热21.6
,该反应的热化学方程式是。