欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖.使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫.请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质. (1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒.这种颗粒可用如下氧化法提纯.请完成该反应的化学方程式: (2)焦炭可用于制取水题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：

（2）焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131．6 kJ热量。该反应的热化学方程式为                    。
（3）活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

上述反应T1℃时的平衡常数为K1，T2℃时的平衡常数为K2。
Ⅰ．计算K1=        。
Ⅱ．根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）           。

（4）CO₂经常用氢氧化钠来吸收，现有0．4 molCO₂，若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：               。
（5）CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用Li₂CO₃和 Na₂CO₃的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO₂的混和气为正极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池，其负极反应式：则
正极反应式：___          ，电池总反应式                 。

（1）5、4、6、5、4、2、6（2）C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)，ΔH=＋131.6 kJ?mol^—1（3）①Ⅰ．0.5625 Ⅱ．c（4）c(Na⁺) > c(HCO₃^-) > c(CO₃^2-) > c(OH^-) > c(H⁺)（5）O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-, 2CO+O₂=2CO₂

解析试题分析：（1）反应中C元素的化合价由0升高为+4价，一个碳化合价变化4，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，1个K₂Cr₂O₇化合价变化6，4和6的最小公倍数为12，由化合价升降总数相等可知，C的化学计量数为3，K₂Cr₂O₇的化学计量数为2，由于产物中有Cr₂(SO₄)₃，所以未知的反应物为H₂SO₄，最后由质量守恒定律可知得化学反应为3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═3CO₂+2K₂SO₄+2Cr₂(SO₄)₃+8H₂O（2）12g碳的物质的量为1mol，与水蒸气完全反应生成CO、H₂，吸收131.6kJ热量，该反应的热化学方程式为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6 kJ?mol^-1（3）Ⅰ、平衡时c（NO）==0.02mol/L，c（N₂）=c（CO₂）==0.015mol/L，故T₁℃时该反应的平衡常数为K₁===0.5625；Ⅱ、由表中数据可知，温度由T₁变为T₂，平衡向逆反应移动，由于正反应是吸热，还是放热不确定，无法判断温度变化，故答案为：c；（4）NaOH先与CO₂反应生成CO₃^2-离子后过量CO₂与再CO₃^2-离子反应生成HCO₃^-离子，由题意知有0.4mol CO₂，200ml 3mol/LNaOH溶液中含有NaOH0.6mol，即NaOH先完全反应生成Na₂CO₃后再生成NaHCO₃：
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃CO₂+Na₂CO₃+H₂O =2NaHCO₃
1 2 1 1 1 2
0.3 0.6 0.3 0.1 0.1 0.2
所得溶液中有0.2mol Na₂CO₃，0.2mol NaHCO₃，又钠离子没有参与反应反应其浓度最大，CO₃^2-水解生成OH^-和HCO₃^-，而HCO₃^-水解大于电离，生成OH^-，使得c(HCO₃^-) > c(CO₃^2-)，c(OH^-) > c(H⁺)，故c(Na⁺) > c(HCO₃^-) > c(CO₃^2-) > c(OH^-) > c(H⁺)（5）该燃料电池中，通入CO的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为2CO-4e^-+2CO₃^2-═4CO₂，通入氧气和CO₂的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-电池总反应式2CO+O₂=2CO₂
考点：氧化还原反应方程式的配平；热化学方程式；水解与电离；化学平衡的计算；化学平衡的影响因素；化学电源新型电池

练习册系列答案

相关题目

将5．5 g铁铝混合物粉末加入900mL 1．00 mol/L HNO₃溶液中，充分反应后，得a L（标准状况）NO气体。
（1）HNO₃是否过量___________。
（2）若a=3．36L（标准状况），则混合物中铝的质量分数为_________%。
（3）若a=3．36L（标准状况），往反应后的溶液中加入___________ mL 1．000 mol/L NaOH溶液时生成的沉淀量最大，还要加________ mL 1．000 mol/L NaOH溶液才能使沉淀的量保持不变。

环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，常用的方法有两种。
方法1　还原沉淀法
该法的工艺流程为。
其中第①步存在平衡2CrO₄^2-（黄色）＋2H^＋Cr₂O₇^2-（橙色）＋H₂O。
（1）写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
（2）关于第①步反应，下列说法正确的是________。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
（3）第②步中，还原0.1 mol Cr₂O₇^2-，需要________mol的FeSO₄·7H₂O。
（4）第③步除生成Cr（OH）₃外，还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）Cr³^＋（aq）＋3OH^－（aq），常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp＝10^－32，当c（Cr³^＋）降至10^－5 mol·L^－1时，认为c（Cr³^＋）已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr³^＋是否沉淀完全（请写出计算过程）：____________________________________________________________________________。
方法2　电解法
（5）实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr₂O₇^2-的废水，电解时阳极反应式为________，阴极反应式为________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是___________________________________________________________。

硝酸铈铵[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

（1）已知（NH₄）₂Ce（NO₃）₆受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：（NH₄）₂Ce（NO₃）₆CeO₂·8OH + 8_____↑；CeO₂·8OHCeO₂+ 4H₂O↑+2O₂↑。
在空气中加热（NH₄）₂Ce（NO₃）₆，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________。
（2）步骤Ⅰ中，将Ce（NO₃）₃·6H₂O配成溶液，保持pH到4~5，缓慢加入H₂O₂溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液pH，得到Ce（OH）₄沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
（3）298K时，K_sp[Ce（OH）₄]＝1×10^—29。Ce（OH）₄的溶度积表达式为K_sp＝___________。
为了使溶液中Ce⁴^＋沉淀完全，即残留在溶液中的c（Ce⁴⁺）小于1×10^—5mol·L^－1，需调节pH为______以上。
（4）为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了（NH₄）₂Ce（NO₃）₆在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：

① （NH₄）₂Ce（NO₃）₆在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；
② _____________________________________________；
③ _____________________________________________。

（1）硝酸是重要的工业原料。
①可用铝制容器存放浓硝酸的理由是                      ；
②某硝酸厂处理尾气NO₂的方法是：催化剂存在时用H₂将NO₂还原为N₂。
已知：2H₂(g) + O₂(g) ＝ 2H₂O(g)  △H＝－483 kJ·moL^－1
N₂(g) + 2O₂(g) ＝ 2NO₂(g)  △H＝＋68 kJ·moL^－1
则H₂还原NO₂生成水蒸气的热化学方程式是：
                                                           。
（2）某研究小组以CaCl₂和H₂为原料制备+1价Ca的化合物，产物中只有甲和乙两种化合物。研究发现：化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%；化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题：
①乙的化学式为              ，甲与水反应可得H₂，其化学方程式是：                            ；
②写出由CaCl₂通过化合反应制备CaCl的化学方程式：                                        。

偏二甲肼与N₂O₄是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH₃)₂NNH₂(l)＋2N₂O₄(l)＝2CO₂(g)＋3N₂(g)＋4H₂O(g) （I）
(1)反应（I）中氧化剂是_______。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N₂O₄(g) 2NO₂(g) （Ⅱ）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。现将1 mol N₂O₄充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数________（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO₂的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N₂O₄）＝________mol·L^-1·s^-1。
(3)NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃。25℃时，将amol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是_____
_______________________________________________（用离子方程式表示）。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为_______mol·L^-1。（NH₃·H₂O的电离平衡常数取K_b＝2×10^-5 mol·L^-1，假设溶液的体积是bL）

(4分) 实验室可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式如下
2KMnO₄+16HCl(浓) = 2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（1）在该反应中，还原剂是。
（2）若在反应中生成了标况下2.24L氯气，则电子转移的个数是 N_A。

铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。根据题意完成下列填空：
（1）若向硫酸亚铁溶液中滴加稀硝酸，可以看到溶液逐渐变黄。为检验最后溶液中是否还有亚铁离子剩余，可以_____________________________________________；向已酸化的FeCl₃溶液中逐滴加入Na₂S溶液，有浅黄色沉淀生成，溶液逐渐变为浅绿色。写出该反应的离子方程式                      。
（2）向FeSO₄溶液中加几滴硫氰化钾溶液，无现象，再滴加H₂O₂，溶液变红，继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去，且有气泡产生。呈红色的物质是            （写化学式）。
已知：11H₂O₂+2SCN^—→2SO₄^2—+2CO₂↑+ N₂↑+10H₂O +2H⁺若生成1mol N₂，H₂O₂和SCN^—的反应中转移电子物质的量是       mol。
（3）由以上实验，推断Fe²⁺、S^2—和SCN^—的还原性强弱      （按从强到弱顺序排列）。
（4）向FeCl₃溶液中加入KOH溶液至过量，微热，再通入Cl₂，可观察到溶液呈紫色（高铁酸钾：K₂FeO₄）。写出此过程的离子方程式、配平并标出电子转移的数目和方向                                     。

下列变化中起氧化作用和还原作用的元素不是同一种元素的是( )

A．在400 ℃左右且有催化剂存在的条件下，用氨气把一氧化氮还原为氮气

B．工业上用稀硫酸和氧气与单质铜反应制取硫酸铜

C．工业上用石灰乳和氯气制备漂白粉

D．实验室用氯酸钾和浓盐酸制取氯气

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