天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ∆H1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ∆H2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ∆H3
则CO2(g)+CH4(g)===2CO(g)+2H2(g)的∆H= 。
(2)天然气中的少量H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式 。
(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:
CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。
①该反应的平衡常数表达式为 。
②在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol•L—1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图l所示。则压强P1 P2 (填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正) v (逆)(填“大于"、“小于”或“等于")。
(4)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为l06,其核磁共振氢谱如图2所示,则X的结构简式为 。
(5)科学家用氮化镓材料与铜组装如右图所示人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。
①写出铜电极表面的电极反应式 。
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量 (选填“盐酸”或“硫酸”)。
(8分)从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_______________________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为___________________________。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入__________________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是_____(填化学式),写出该溶质的一种用途________。
(5)已知298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12。取适量的滤液B,加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=__________。
(10分)氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途,贯穿古今。
(1)下列生产、生活中的事例中没有发生氧化还原反应的是( )
(2)水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用下图表达。
试写出有参水加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:
________________________________________________________,其中水为________剂。
(3)氯化铵常用作焊接。如在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接,其反应为:____CuO+____NH4Cl____Cu+____CuCl2+____N2↑+____H2O。
①配平此氧化还原反应方程式。
②该反应中,被氧化的元素是________(填元素名称),氧化剂是____________(填化学式)。
③反应中若产生0.2 mol的气体,则有________ 个电子转移。
(12分) (1)含氯消毒剂可防甲型H1N1流感。二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,它可由KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式___________________________________________。
(2)某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种:Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cl-、OH-、HCO、NO
。已知该溶液可与Al2O3反应,则:
①该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成,则原溶液中一定含有____,一定不会含有大量的________。
②该溶液与Al2O3反应后有AlO生成,则原溶液中一定含有________,可能含有大量的________。
③写出该溶液与Al2O3反应生成AlO的离子方程式__________________________________。
(6分)在宏观—微观—符号之间建立联系,是化学学科特有的思维方式。汽车尾气是造成大气污染的主要原因之一,在汽车排气管上安装“催化转换器”便可以使汽车的尾气转换成无毒气体。如用●表示碳原子,用○表示氧原子,用表示氮原子,下图为气体转换的微观过程。请你根据图示回答下列问题:
(1)A、B、C三种物质可以归为一类的依据是___________________________________。
(2)将C归为化合物,将D归为单质的理由是__________________________________。
(3)用化学反应方程式表示为________________________________。
化学变化过程中消耗的A物质和生成的C物质的质量比为________。
(4)从微观的角度去描述你获得的关于化学变化的有关信息(答出一条即可)____________ 。
(12分)以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图:
回答下列问题:
(1)酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是______________________________。
(2)滤液B中加入NH4HCO3溶液的离子方程式。
(3)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为_____________________________。
(4)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如如图所示,产品Ⅱ的化学式为 ,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是 、趁热过滤、洗涤、干燥。
(5)检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是_______________,进一步提纯产品Ⅱ的方法是________________;
(6)步骤Ⅲ中可选用______________(填序号)试剂调节溶液的pH。
A.稀硝酸 | B.双氧水 | C.氨水 | D.高锰酸钾溶液 |