题目内容

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：______C＋________K2Cr2O7＋________——________CO2↑＋________K2SO4＋________Cr2（SO4）3＋________H2O。
①完成并配平上述化学方程式。
②在上述化学方程式上标出该反应电子转移的方向与数目。
（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是_________________________________________________________。
②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图（a）所示，该电池反应的离子方程式为________________________________________。

（a）　　　　   　（b）　　　　　（c）
（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH。
①该反应的平衡常数表达式为K＝________。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图（b）所示，则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH________（填“＞”“＜”或“＝”）0。
③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图（c）所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ（填“＞”“＜”或“＝”）。

（1）①3　2　8　H2SO4　3　2　2　8
②＋8H2SO4=3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2（SO4）3＋8H2O
（2）①2MgSO4＋CO2MgO＋SO2＋CO2＋SO3
②Mg＋ClO－＋H2O=Cl－＋Mg（OH）2
（3）①　②＜　③＞

解析

练习册系列答案
相关题目

氮气及含氮的化合物在国民经济中占有重要地位。合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92．4 kJ热量。
（1）若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2，达平衡后放出的热量为Q，则Q    184．8kJ（填“>”、“<”或“=”）。一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示反应达到化学平衡状态的是           。
a．3v逆(N2)=v正(H2）           b．2v正(H2)= v正(NH3）
c．混合气体密度保持不变      d．c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1：3：2
工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应的化学方程式为
2NH3 (g)+ CO2 (g）CO(NH2)2 (l）+ H2O (l)。
（2）在一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比），右图是氨碳比（x）与CO2平衡转化率（α）的关系。α随着x增大而增大的原因是          。
（3）图中的B点处，NH3的平衡转化率为      。

（4）已知：  3Cl2+2NH3→N2+6HCl      ――①   3Cl2+8NH3→N2+6NH4Cl    ――②
完成并配平下列氧化还原反应方程式：12Cl2+15NH3→                      ――③

I. 今有H2、Cl2混合气100 mL（标况），其中一种气体的体积为45mL。光照使两种气体发生反应后恢复到标况，气体体积为    mL。为了说明反应后气体中H2或Cl2有剩余，使气体通过10 mL水，并使剩余气体干燥后恢复到标况，
（1）若仍剩余___mL，证明有___剩余，理由是_____；
（2）若溶液有___性质，证明有___剩余，理由是________________________。
II.一位同学设计了一套用浓盐酸和KMnO4固体制取少量氯气并比较氯气与碘单质的氧化性强弱的微型装置（如图所示）。

（1）下列溶液能吸收Cl2的是________。

A．饱和食盐水B．Na2SO4溶液
C．NaOH溶液D．浓硫酸
（2）能说明Cl2的氧化性强于I2的实验现象是_______________________。
（3）实验室制取氯气的离子方程式__________________________。

高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性，在生产、生活中有广泛应用。
（1）K2FeO4常用做高效水处理剂，其两种作用分别是＿＿＿＿＿。
[已知：FeO42－＋3e－＋4H2OFe(OH)3＋5OH－]
（2）制备K2FeO4可以采用湿式氧化法，流程如下图：

①完成氧化工序的离子方程式：

②除杂工序目的是除去Na２FeO4溶液中的杂质，除去的杂质主要有＿＿＿＿＿(写化学式)。
③转化工序控制在某温度下进行，则该温度下溶解度：Na２FeO4＿＿＿＿＿K2FeO4  (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）实验室模拟工业电解法制取K2FeO4，装置如右图。

①此装置中电源的负极是＿＿＿＿(填“a”或“b”)。
②阳极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿。
（4）已知K2FeO4稀溶液中存在如下平衡：4FeO42－＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。实验测得K2FeO4溶液浓度与温度和pH的关系分别如下图所示：

①由图I可得出的结论：该反应的△Ｈ＿＿＿0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②图Ⅱ中pH１＿＿＿pH3(填“＞”、“＜”或“＝”)。

工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下：

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物
Al（OH）3
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Cu（OH）2
Pb（OH）2
Mn（OH）2
开始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
4.2
8.0
8.3
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
6.7
8.8
9.8
 
请回答下列问题：
（1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是_________________________________。
（2）酸浸后的溶液中含有Mn2＋、SO42-，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Pb2＋等，其除杂过程如下：
①加入MnO2将Fe2＋氧化，其反应的离子方程式为___________________________________；
②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是_____________________________；
③加入BaS，除去Cu2＋、Pb2＋后，再加入NaF溶液，除去________。
（3）从溶液A中回收的主要物质是________，该物质常用做化肥。
（4）MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO4和MnO2，然后再用氧化剂将Mn2＋转化为MnO2，制得优质MnO2。写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式：______________________________________。

食盐、碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的钠盐。请回答下列问题。
（1）碳酸氢钠的水溶液显__________性。（填“酸”、“碱”或“中”）。除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠，反应的化学方程式为_________________。
（2）等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应时生成的CO2量，前者________后者（填“>”、“<”或“=”）。
（3）粗盐含有少量杂质（主要为CaCl2、MgCl2、Na2SO4等）。用粗盐制取“化学纯”级的NaCl，步骤为溶解、加过量a、加过量NaOH、加过量b、过滤、加适量盐酸，蒸发结晶得到“化学纯”级的NaCl固体。试剂a、b分别是________(填序号）
A.Na2CO3 BaCl2   B.BaCl2 Na2CO3     C.BaCl2  Na2SO4
（4）工业上用电解饱和食盐水的方法生产氯气和烧碱。
①某化工厂发生氯气泄漏事件，工作人员喷射NaOH溶液形成液幕，包围并吸收泄漏的氯气，其反应原理_________________________________（用离子方程式表示）。
②工业上可用氨检验输送氯气的管道是否漏气。反应方程式如下：
该反应中，____________元素被还原；该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________。

工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO3)2,其生产流程如下：

已知：Ca(IO3)2微溶于水,溶于硝酸；Ksp(CuI)=1.1×10-12, Ksp(Cu2S)=2.5×10-48；
氧化性: HNO3＞IO3—＞H2O2 
（1）“还原”过程中主要反应的化学方程式为：2Na2S2O3＋I2 =       ＋ 2NaI。 
（2）在还原过程还伴随有CuI生成，写出加入Na2S的离子反应方程式                          。
（3）在氧化过程中先加入H2O2再加入浓硝酸，而不直接加入浓硝酸的目的是                     。
（4）加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca(IO3)2，则要调节pH至     （填“酸性” 或“中性”或“碱性”），原因是                                                              。
（5）Ca(IO3)2也可用电化学氧化法制取：先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入CaCl2，最后过滤得到Ca(IO3)2。写出电解时阳极发生的电极反应方程式                           ,用该方法制取Ca(IO3)2，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO3)2的质量为              ____kg（计算结果保留3位有效数字）。 

在一百多种化学元素中，非金属占了23种。80%的非金属元素在社会中占重要位置。如C、N、O、Si、Cl等。
（1）氯元素原子最外电子层上有   种能量不同的电子，该元素的简单阴离子核外电子排布式是                  。
（2）由氮元素与硅元素组成的物质，可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于       晶体，请写出该化合物的化学式            。
（3）下列事实能说明氯与氧两元素非金属性相对强弱的有           。（选填编号）
a．Cl原子最外层电子数比氧多
b．酸性：HCl＞H2O
c．ClO2中氯元素为+4价，氧元素为?2价
d．沸点：H2O＞HCl
与Cl2相比较，ClO2处理水时被还原成Cl－，不生成有机氯代物等有害物质。工业上可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2，反应如下：NaClO2 +HCl ClO2↑+___________________（没有配平）
（4）上述方程式中，缺项物质是___________，配平方程式，并在下面补全反应物系数。____NaClO2 +____HCl
（5）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是       。生成0.2 mol ClO2转移电子的物质的量为_______ mol。
（6）ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明显的去除效果。某污水中含CN－a mg/L，现用ClO2将CN－氧化，只生成两种无毒气体。处理100m3这种污水，至少需要ClO2 _______ mol 。

实验室可以用KMnO4固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：
2KMnO4＋16HCl(浓)＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
①请用“双线桥”标出电子转移的方向和数目；（2分）
②该反应中被氧化和未被氧化的HCl的物质的量之比是 _______。（1分）

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