题目内容

10．将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：
2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH3OCH3（g）+3H2O（g）．
①已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]的变化曲线
如右图1．在其他条件不变时，请在图2中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]变化的曲线图；
②二甲醚（CH3OCH3）燃料电池可以提升能量利用率．二甲醚酸性介质燃料电池的负极反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+．

分析 ①根据化学方程式的系数进行回答；根据温度和压强对化学平衡常数的影响：放热反应：升高温度，K减小，反之K增大；吸热反应：升高温度，K增大，反之K减小；
②原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，酸性条件下生成二氧化碳，据此解答即可；

解答 解：①CH3OCH3的体积分数随投料比[n（H2）/n（CO2）]的增大而增大，根据反应知道当体积比是3的时候，甲醚的体积分数最大，如下图所示：
，故答案为：；
②原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，酸性条件下生成二氧化碳，电极反应式为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
故答案为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+．

点评 本题涉及电极方程式的书写和化学平衡图象的有关问题，意在考查燃料电池、化学平衡等化学反应原理掌握的情况，难度中等．

练习册系列答案
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20．某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业生产BaS进行模拟实验．BaS是可溶盐，在工业生产中，它是制备其他钡盐的中间产物．
BaSO4（s）+4C（s） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 4CO（g）+BaS（s）△H1=+571.2kJ•mol-1     ①
BaSO4（s）+2C（s） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2CO2（g）+BaS（s）△H2=+226.2kJ•mol-1     ②
（1）钡餐是医学上广泛用于检查胃病的材料，请写出由重晶石制备高纯BaSO4的两步化学反应方程式
BaSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CO+BaS或BaSO4+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO2+BaS，BaS+H2SO4=BaSO4↓+H2S↑．
（2）反应C（s）+CO2（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2CO（g）的△H3=+172.5kJ•mol-1．
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量），为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温，
（4）在生产过程中会产生大量的CO2．常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol•L-1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K1=4.2×10-7mol•L-1．（已知：10-5.60=2.5×10-6）
（5）常温下，0.1mol•L-1NaHCO3溶液呈碱性，则溶液中c（H2CO3）＞c（CO32-）（填“＞”、“=”或“＜”）．
1．铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．
（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO 和NaOH的混合溶液将2Fe（OH）3氧化性制备高铁酸钠，反应的化学方程式为2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水；
（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆．以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：
①酸溶过程中发生反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，
Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，MgO+H2SO4═MgSO4+H2O；“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2．
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；
③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓．
④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2～3.8，
沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2
开始沉淀pH2.73.87.69.4
完全沉淀pH3.25.29.712.4
如果pH过大，可能引起的后果是Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯．
18．配制NH4Cl溶液时，为了使NH4+浓度与Cl-的浓度比达到1：1，可加入（　　）
A．适量的HClB．适量的NaClC．适量的氨水D．适量的NaOH
5．取少量Fe2O3粉末（红棕色）加入适量盐酸，所发生反应的离子方程式为：
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，反应后得到的FeCl3溶液呈棕黄色，用此溶液进行以下实验：
（1）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴FeCl3 溶液，继续煮沸至溶液成红褐色，停止加热，制得的分分散系中分散质粒子直径大小为．
（2）向（2）中烧杯中的分散系中逐滴滴入过量盐酸，会再出现一系列变化：
①先出现红褐色沉淀，原因是盐酸电离出来的离子所带的电荷与胶体粒子所带的电荷发生了电性中和，破坏了胶体的介稳性，从而能够使氢氧化铁胶体发生聚沉．
②随后沉淀逐渐溶解，溶液呈棕黄色，反应的离子方程式为Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O．
15．PbI2是生产新型敏化太阳能电池的敏化剂--甲胺铅碘的原料．合成PbI2的实验流程如图1

（1）将铅块制成铅花的目的是增大与酸的接触面，加快溶解反应速率．
（2）31.05g铅花用5.00mol•L-1的硝酸溶解，至少需消耗5.00mol•L-1硝酸80.0mL，同时产生2.24L（标准状况下）NO．
（3）取一定质量（CH3COO）2Pb•nH2O样品在N2气氛中加热，测得样品固体残留率（$\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%）随温度的变化如图2所示（已知：样品在75℃时已完全失去结晶水）．
①（CH3COO）2Pb•nH2O中结晶水数目n=3（填数字）．
②100～200℃间分解产物为铅的氧化物和一种有机物，则该有机物为（CH3CO）2O（写结构简式）．
（4）称取一定质量的PbI2固体，用蒸馏水配制成室温时的饱和溶液，准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH中，发生：2RH（s）+Pb2+（aq）=R2Pb（s）+2H+（aq），用锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液合并到锥形瓶中．加入2～3滴酚酞溶液，用0.002500mol•L-1NaOH溶液滴定，到滴定终点时用去氢氧化钠标准溶液20.00mL．计算室温时PbI2 的Ksp （请给出计算过程）．
2．下列表示0.1mol/L NaHCO3溶液中有关微粒浓度（mol/L）的关系式中，正确的是（　　）
A．c（Na+）＞c（HCO${\;}_{3}^{-}$）＞c（CO${\;}_{3}^{2-}$）＞c（H+）＞c（OH-）
B．c（Na+）+c（H+）=c（HCO${\;}_{3}^{-}$）+c（CO${\;}_{3}^{2-}$）+c（OH-）
C．c（Na+）+c（H+）=c（HCO${\;}_{3}^{-}$）+2c（CO${\;}_{3}^{2-}$）+c（OH-）
D．c（Na+）=c（HCO${\;}_{3}^{-}$）+2c（CO${\;}_{3}^{2-}$）+c（H2CO3）
19．下列说法中不正确的是（　　）
A．在标准状况下，氯气的密度约为3.17g/L
B．密闭容器中的氯水放置数天后，pH变小且几乎失去漂白性
C．液氯具有漂白性，干燥的氯气和液氯均能使干燥的有色布条褪色
D．在通常情况下，氯气可以和某些金属直接化合
20．下列药品与其作用相匹配的是（　　）
A．医用碘酒：人体补碘B．阿司匹林：消炎抗菌
C．青霉素：解热镇痛D．氢氧化铝：中和过多胃酸

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