题目内容
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种应用前景广泛的新材料,实验室中可用甲醇、CO、CO2等进行合成。回答下列问题:
(1)二氧化碳的电子式为 _________________
(2)用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC。
已知:①CO的标准燃烧热为:?283.0kJ•mol?1,
②1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44kJ的热量
③2CH3OH(g)+CO2(g)?CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)△H=?15.5kJ•mol?1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)?CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l)△H=_____。
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是_______________。
(3)由上述反应可知甲醇和CO2可直接合成DMC但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产.
①写出该反应平衡常数表达式:______________ ;
②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是____(选填编号).
A.v正(CH3OH)=2v逆(CO2)
B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变D.容器内压强不变
③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10?5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图1所示.(计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量)。
在该温度下,最佳反应时间是_________h;4~10h内DMC的平均反应速率是_______ .
(4)以多孔铂为电极,在如下图装置中A、B口分别通入CH3OCOOCH3和O2构成燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式____________________________
钠及其化合物具有广泛的用途。
(1)工业上制备金属钠的常用方法是_______。试写出制备金属钠的化学方程式_____________。金属钠可用于________________(写出Na在熔点低方面的一种用途)。
(2)用Na2CO3熔融盐作电解质,CO、O2、CO2为原料可组成新型电池。该电池的结构如图所示:
①正极的电极反应式为_______,电池工作时物质A可循环使用,A物质的化学式为_______。
②请写出检验Na2CO3中钠元素的方法_________________________。
(3)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表:
溶质 | CH3COONa | Na2CO3 | NaClO | NaCN |
pH | 8.8 | 11.6 | 10.3 | 11.1 |
上述盐溶液的阴离子中,结合H+能力最强的是_________,根据表中数据,浓度均为0.01 mol·L-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的是_______(填序号)。
a.HCN b.HClO c.CH3COOH d.H2CO3
(4)实验室中常用NaOH来进行尾气处理、洗气和提纯。
①常温下,当300 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液吸收4.48 L(折算成标准状况)SO2时,所得溶液pH>7,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______。
②已知几种离子开始沉淀时的pH如下表:
离子 | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ |
pH | 7.6 | 5.2 | 10.4 |
当向含相同浓度Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加某浓度的NaOH溶液时,_______(填离子符号)先沉淀,Ksp_______Ksp(填“>”、“=”或“<”)。
甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解。
Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2 +2HCHO + H2O2 = Ca(HCOO)2 + 2H2O + H2↑。实验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为1∶2∶1.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。
(1)过氧化氢比理论用量稍多,其目的是__________。
(2)反应温度最好控制在30-70℃之间,温度不易过高,其主要原因是__________。
(3)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S溶液,加硫化钠的目的是__________。
(4)实验时需强力搅拌45min,其目的是__________;结束后需调节溶液的pH 7~8,其目的是__________。最后经结晶分离、干燥得产品。
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3;杂质为:Al2O3、FeCO3) 为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算),现提供的试剂有:A.甲酸钠,B.5mol·L-1硝酸,c.5mol·L-1盐酸,d.5mol·L-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验步骤 :
步骤1.称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用。
步骤2._________。
步骤3._________。
步骤4.过滤后,将滤液与甲酸钠溶液混合,调整溶液pH 7~8,充分搅拌,所得溶液经蒸发浓缩、__________、洗涤、60℃时干燥得甲酸钙晶体。