题目内容
19.2011年12月13日,加拿大正式宣布将退出《京都议定书》,这使CO2的排放问题再次成为了热点.当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应.为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究.I.最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,在一定条件下与H2反应,使之变为可再生燃料甲醇.其流程如图1:
①上述流程中碳酸钾溶液所起的作用是吸收或富集二氧化碳.
②在分解池中发生的反应为2KHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2CO3+CO2↑+H2O(写出化学方程式).
Ⅱ.碳酸钾是重要的无机化工、医药、轻工原料之一,主要用于医药、玻璃、染料等工业,可用作气体吸附剂,干粉灭火剂,橡胶防老剂等.
已知:CO2、碳酸盐、碳酸氢盐的部分性质如下:CO2(过量)+OH-═HCO3- HCO3-+OH-═CO32-+H2O
CO32-与H+反应生成CO2分两步:CO32-+H+═HCO3-;HCO3-+H+═H2O+CO2↑
①小王同学在实验室用如图2所示的装置和药品制取K2CO3溶液.他所制得的溶液中可能含有的杂质是碳酸氢钾氯化钾或氢氧化钾和氯化钾.
②该同学在数字实验室中用传感器对碳酸钾和碳酸氢钾的混合物样品进行成分测定,他分别称取三份不同质量的混合物样品,配成稀溶液,然后分别逐滴加入相同浓度的50ml硫酸,测得如表数据:
实验编号 | 1 | 2 | 3 |
混合物的质量/g | 3.76 | 4.70 | 8.46 |
硫酸溶液的体积/mL | 50.00 | 50.00 | 50.00 |
生成二氧化碳的物质的量/mol | 0.03 | 0.0375 | 0.03 |
分析 I、①碳酸钾能和二氧化碳反应生成碳酸氢钠;
②加热条件下,碳酸氢钾能分解;
II、①当二氧化碳不足时,氢氧化钾剩余,当二氧化碳过量时生成碳酸氢钾;
②比较1、2实验确定1中酸过量,根据质量和物质的量计算碳酸氢钾、碳酸钾的物质的量,从而确定其物质的量之比;
比较2、3实验知,3实验中酸量不足,再利用原子守恒计算硫酸的浓度.
解答 解:I、①碳酸钾能和二氧化碳反应生成碳酸氢钠,所以碳酸钾的作用是吸收或富集二氧化碳,
故答案为:吸收或富集二氧化碳;
②加热条件下,碳酸氢钾能分解生成碳酸钾、二氧化碳和水,反应方程式为:2KHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2CO3+CO2↑+H2O,
故答案为:2KHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2CO3+CO2↑+H2O;
II、①当二氧化碳不足时,氢氧化钾剩余,当二氧化碳过量时碳酸钾和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钾,盐酸溶液挥发出的氯化氢和氢氧化钾分液上层氯化钾,所以他所制得的溶液中可能含有的杂质是碳酸氢钾和氯化钾或氢氧化钾和氯化钾,
故答案为:碳酸氢钾氯化钾或氢氧化钾和氯化钾;
②从实验2产生的CO2比实验1多可知实验1中酸过量,碳酸钾与碳酸氢钾全部生成硫酸钾.
设3.76g混合物中含K2CO3为xmol,含KHCO3为ymol,
138x+100y=3.76
x+y=0.03
解得x=0.02,y=0.01;
所以碳酸钾和碳酸氢钾的物质的量之比=0.02mol:0.01mol=2:1,
从实验3产生的CO2比实验2少可知实验3中酸不足,实验3最后得到的应为K2SO4和KHCO3混合溶液;
利用第一步计算结果,则8.46g混合物中含K2CO3:$\frac{0.02mol×8.46g}{3.76g}$=0.045mol,含KHCO3:$\frac{0.045mol}{2}$=0.0225mol;
根据原子守恒知产物中K+:0.045mol×2+0.0225mol=0.1125mol,其中KHCO3:0.045mol+0.0225mol-0.03mol=0.0375mol,K2SO4:$\frac{0.1125mol-0.0375mol}{2}$=0.0375mol;
则硫酸物质的量浓度为:$\frac{0.0375mol}{0.05L}$=0.75mol/L,
故答案为:2:1,0.75.
点评 本题考查制备实验方案的设计、物质的量的有关计算等知识点,注意根据已知信息进行解答结合原子守恒进行解答,难度较大.
①单位时间内生成2n molA的同时生成2n molC
②单位时间内生成n molB 的同时,生成2n molA
③用A、C 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为1:1的状态
④混合气体的压强不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A. | ①④⑥ | B. | ②③⑤ | C. | ①④⑤⑥ | D. | ①⑤⑥ |
已知1:溶液Ⅰ中除MgSO4外,还含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子2:几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:
Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | |
开始沉淀时 | 1.5 | 3.3 | 6.5 | 9.4 |
沉淀完全时 | 3.7 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
(2)向溶液Ⅰ中加入的两种试剂先后顺序是H2O2、MgO(填化学式).
(3)加入H2O2溶液反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(4)如图2是Mg2+转化率随温度t的变化示意图:
①t1前Mg2+转化率增大的原因是升高温度,Mg2+转化率增大,平衡右移,反应是吸热反应;t1后Mg2+转化率下降的原因是(用化学方程式表示)NH3•H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O.
②向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是Mg2++2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+.
A. | 洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干 | |
B. | 锥形瓶看用作加热的反应器 | |
C. | 配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏低 | |
D. | 用98%,1.84g/mL的浓硫酸配制1mol/L,500mL的稀硫酸时,应用量简量取浓硫酸约27.17mL |
(1)在25℃、101kPa下,16g的甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O (l)△H=-704KJ/mol
(2)化学反应中放出的热能(焓变,△H)与反应物和生成物的键能(E)有关.
①如图1是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量变化示意图,请计算每生成1mol NH3放出热量为:46KJ
②若已知下列数据:
化学键 | H-H | N≡N |
键能/kJ•mol-1 | 435 | 943 |
③若起始时向容器内放入1mol N2和3mol H2,达平衡后N2的转化率为20%,则反应放出的热量为18.4kJ
④如图2表示在密闭容器中反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况,a~b过程中改变的条件可能是升高温度;若增大压强时,反应速度变化情况画在c~d处.
(3)①二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向.工业上用CO2和H2反应合成二甲醚.已知:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ.mol-1
CH3OH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.47kJ.mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3=-130.8kJ.mol-1
②一定条件下,上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是b(填代号).
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.CO2的体积百分含量减小 d.容器中二甲醚的浓度增大
③在一定条件下,将CO2和H2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)
下列能说明反应达到平衡状态的是abd
a.体系压强不变 b.CO2和H2的体积比不变
c.混合气体的密度不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变.
①水蒸气变成液态水
②酸碱中和反应
③浓硫酸稀释
④固体氢氧化钠溶于水
⑤氢气在氯气中燃烧
⑥食物腐败.
A. | ②③④⑤⑥ | B. | ②③④ | C. | ②⑤⑥ | D. | ①③⑤ |