CO2是最主要的温室气体,也是巨大的碳资源,CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
(1)以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图1所示。
①反应1的基本类型为 。
②反应2中碳元素的化合价 (填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)利用NaOH溶液吸收CO2,部分转化关系见图2。
反应①的化学方程式为 ,该转化中循环使用的物质是 。
(3)利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2,将其转化为NaHCO3或KHCO3,NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用,生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
吸收剂 |
Na2CO3 |
K2CO3 |
20℃最高浓度(g/L) |
212 |
1104 |
价格(元/Kg) |
1.25 |
9.80 |
根据表中信息,选择K2CO3溶液作吸收液的优点是 。
(4)利用一种新型“人造树叶”将CO2转化为乙醇(C2H5OH)的反应如下:2CO2+3H2O C2H5OH+3O2,研究显示,1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968g CO2,计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量(写出计算过程)。
(5)某研究小组设计如图3所示实验,探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料:①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O;
②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有:B装置中白色固体变为蓝色,C装置中黑色固体变为红色,D装置中澄清石灰水变浑浊。
①设计B装置的目的是 。
②C装置中发生的反应的化学方程式为 。
③研究小组反思后认为,根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO,理由是 。
高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。某工厂以22.35 kg NaClO固体、若干Fe2(SO4)3固体和质量分数为20%的NaOH溶液为原料生产Na2FeO4,反应原理为:3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O,假设反应物均恰好完全反应。试计算:
[已知:相对分子质量为NaClO 74.5 Fe2(SO4)3 400 Na2FeO4 166]
(1)Na2FeO4中质量分数最大的元素是 。
(2)制备过程中需加入20%的NaOH溶液的质量是多少?
(3)最后所得溶液中Na2FeO4的质量分数是多少?(计算结果精确到0.1%)
碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]用作农药防治小麦黑穗病。实验室用加热法测定某农药中碱式碳酸铜的质量分数(假设杂质受热不参与反应)。充分加热100g样品,得到固体84.5g。已知反应的化学方程式为:Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑,Cu2(OH)2CO3的相对分子质量为222.试计算:
(1)Cu2(OH)2CO3中质量分数最大的元素是
(2)若用100g 98%的浓硫酸充分吸收反应所产生的水,得到硫酸溶液的溶质质量分数是多少?(计算结果精确到0.1%)
(3)样品中碱式碳酸铜的质量分数是多少?
某未知气体X可能含有CO、CH4中的一种或两种,某同学设计实验进行探究。
查阅资料:
(ⅰ)加热时,CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O;
(ⅱ)20℃时,Ca(OH)2和Ba(OH)2溶解度分别为:0.165g,2.1g
(1)仪器M的名称是 ,CH4与CuO反应的化学方程式为 。
(2)气体X成分的猜想与探究
猜想1:只有CO 猜想2:只有CH4猜想3:既有CO又有CH4
①实验时,先往装置中通一段时间的N2,再通入气体X后加热,实验中有下列变化。
变化1:A中玻璃管内黑色粉末逐渐变红 变化2:B瓶增重 变化3:C中出现浑浊
根据变化 (填“1”“2”或“3”),可知猜想1不成立。
②根据上述变化仍无法确定气体X的成分,还需要测定 (填序号),并进行定量分析才能得出结论。
a.实验前A中CuO的质量 b.B瓶增重的质量 c.C瓶增重的质量
(3)讨论和反思
①C中用Ba(OH)2溶液而不用Ca(OH)2溶液的原因是 。
②从环保的角度,该装置还应进行的改进是 。
回答下列有关实验基本操作和设计的问题。
(1)量取18.0mL蒸馏水,最好选用的量筒规格是 (填序号)。
A 5mL B.10mL C.25mL D.100mL
(2)向如图1所示烧杯中,加入适量的 (填序号),可能引燃铜片上的白磷。
A.浓硫酸 B.硝酸铵 C.氯化钠
(3)探究紫色石蕊变色规律的实验中,往点滴板1﹣6号的孔穴中先加入如图2所示的试剂,分别滴入2滴紫色石蕊溶液。其中作为空白对照实验的是孔穴 (填孔穴编号)
(4)实验室常用较浓的过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气。
①反应的化学方程式为 。
②实验中,为了得到平稳的气流,最适合的装置组合(如图3)是 (填序号)。
化学反应在防治环境污染中扮演了重要角色。某工厂废气中的SO2,可用以下方式处理。
方式一:2SO2+O2+2CaO═2CaSO4 方式二:2SO2+O2+4NaOH═2Na2SO4+2H2O
试计算:
(已知:CaSO4的价格为700元/吨,相对分子质量为CaSO4 136 Na2SO4 142)。
(1)CaSO4中有两种元素的质量分数呈整数倍关系,这两种元素是硫元素和 。
(2)若用方式一处理9.6tSO2,所得产品价值多少元?
(3)若用方式二处理9.6tSO2,刚好用去50t一定浓度的NaOH溶液,求所得溶液的溶质质量分数(最终结果精确到0.1%)。