(2013?无锡一模)天然气、煤炭气(CO、H2)的研究在世界上相当普遍.其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源,比其他制氢技术更有优势.主要反应为:
①CH3OCH3(g)+H2O(g)?2CH3OH(g);△H=37kJ?mol-1
②CH3OH(g)+H2O(g)?3H2(g)+CO2(g);△H=49kJ?mol-1
③CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g);△H=41.3kJ?mol-1
其中反应③是主要的副反应,产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响.
请回答下列问题:
(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为
3CH4+CO2-→2CH3OCH3
3CH4+CO2-→2CH3OCH3

(2)CH3OCH3(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为
CH3OCH3(g)+3H2O(g)?6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJ?mol-1
CH3OCH3(g)+3H2O(g)?6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJ?mol-1

(3)下列采取的措施和解释正确的是
ABD
ABD
(填字母).
A.反应过程在低温进行,可减少CO的产生
B.增加进水量,有利于二甲醚的转化,并减少CO的产生
C.选择在高温具有较高活性的催化剂,有助于提高反应②CH3OH的转化率
D.体系压强升高,虽然对制取氢气不利,但能减少CO的产生
(4)煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇,反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);△H<0.现将10mol CO与20mol H2置于密闭容器中,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.
①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA
大于
大于
tB(填“大于”“小于”或“等于”).
②A、C两点的平衡常数KA
大于
大于
KC(填“大于”“小于”或“等于”).
(5)某工作温度为650℃的熔融盐燃料电池,是以镍合金为电极材料,负极通入煤炭气(CO、H2),正极通入空气与CO2的混合气体,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质.
请写出正极的电极反应式:
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
三氯化铁是中学化学实验室中常用的化学试剂.某同学利用废铁屑(含少量铜等不与盐酸反应的杂质)来制备FeCl3?6H2O,该同学设计的实验装置如图所示,其实验步骤如下:A中放有废铁屑,烧杯中盛有过量的稀硝酸,实验时打开a,关闭b,从分液漏斗内向A中加过量的盐酸,此时溶液呈浅绿色,再打开b进行过滤,过滤结束后,取烧杯内溶液倒入蒸发皿加热,蒸发掉部分水并使剩余HNO3分解,再降温结晶得FeCl3?6H2O晶体.填写下列空白:
(1)收集导管B处的气体可采用的方法是
用排水法或向下排空气法
用排水法或向下排空气法
.滴加盐酸时,发现反应速率较之盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是
因废铁屑中含少量Cu等杂质,形成Fe-Cu原电池使反应速率加快
因废铁屑中含少量Cu等杂质,形成Fe-Cu原电池使反应速率加快

(2)烧杯内放过量稀HNO3的原因是
稀HNO3有强氧化性,为保证使Fe2+ 全部氧化成Fe3+
稀HNO3有强氧化性,为保证使Fe2+ 全部氧化成Fe3+
.发生反应的离子方程式是
3 Fe2++4H++NO3-═3 Fe3++NO↑+2H2O
3 Fe2++4H++NO3-═3 Fe3++NO↑+2H2O

(3)整个实验过程中,弹簧夹a都必须打开,除为排出产生的气体外,另一个目的是
与大气相通,使分液漏斗中的酸可滴入A中
与大气相通,使分液漏斗中的酸可滴入A中

(4)将烧杯内溶液用蒸发、浓缩、再降温结晶法制得FeCl3?6H2O,而不用直接蒸干的方法来制得晶体的理由是
因为FeCl3是强酸弱碱盐水解:FeCl3+3H2O?Fe(OH)3+3HCl,加热蒸干时使HCl挥发造成水解平衡右移,因此得不到FeCl3?6H2O
因为FeCl3是强酸弱碱盐水解:FeCl3+3H2O?Fe(OH)3+3HCl,加热蒸干时使HCl挥发造成水解平衡右移,因此得不到FeCl3?6H2O

(5)你认为该实验存在的缺点可能有:
反应中产生的有害气体会污染环境;用稀HNO3氧化FeCl2时会有Fe(NO33生成而使制得的FeCl3?6H2O不纯
反应中产生的有害气体会污染环境;用稀HNO3氧化FeCl2时会有Fe(NO33生成而使制得的FeCl3?6H2O不纯
利用如图1所示实验装置可以测定一条条件下1mol气体的体积,图1中仪器C称为液体量瓶,瓶颈上有110~130mL刻度线.将一定质量的镁带和过量的衡硫酸在仪器A瓶中完全反应,产生的H2将B瓶中的液体压入液体量瓶中,根据液体的体积可以转换成H2的体积.精英家教网
实验步骤:
(1)装配好化学反应气体体积测定仪,作气密性检查.
(2)用砂皮擦去镁带表面的氧化物,然后称取0.100g~0.110g的镁带,把数据记录于表格.
(3)取下A瓶加料口的橡皮塞,用小烧杯加入20mL水,再把已称量的镁带加到A瓶的底部,用橡皮塞塞紧加料口.
(4)用注射器从A瓶加料口处抽气,使B瓶导管内外液面持平.
(5)用注射器吸取10mL 3mol/L硫酸,用针头扎进A瓶加料口橡皮塞,将破酸注入A瓶,注入后迅速拔出针头.
(6)当镁带完全反应后,读取C瓶中液体的体积,把数据记录于表格.
(7)用注射器从A瓶加料口处抽气,使B瓶中导管内外液面持平,记录抽出气体的体积,把数据记录于表格.
重复上述操作进行第二次实验,避免偶然误差.
根据上述实验方法回答下列问题:
实验室温度:25℃,压强:101kPa.该条件下1mol氢气体积的理论值:为24.5L
(1)连接装置及气密性检查:当A瓶加料口塞上橡胶塞,
 
可以确认装置气密性合格.
(2)B中所装液体一般是
 
(填“水”或“品红”).A中发生反应的离子方程式为
 

(3)实验数据如下:温度:25℃(镁元素的相对原子质量为24.3)
实验次数 m(Mg)/g 硫酸体积/mL 液体量瓶中液体体积/mL 抽出气体体积/mL 氢气体积/mL 计算1mol氢体积/L
1 0.100 10.0 110.0 6.5 X
2 0.115 10.0 121.0 8.0
①上表中X=
 

②计算1mol氢气体积两次实验的平均值=
 
L.
③计算实验误差:(实验值-理论值)/理论值×100%=
 

④引起该误关的可能原因
 
(填字母).
A.镁带中含有跟硫酸不反应的杂质
B.没有除去镁带表面的氧化镁
C.镁带中含有杂质铝
D.所用稀硫酸不足量
(4)许多同学在实验中测得的数据偏高(记录数据时已恢复至室温).为此,某化兴趣小组的同学对此实验方案提出了两条修正建议:
①A、B瓶的气体中含有水汽,增加的气体体积中所含的水汽,不该计入氢气的体积.
②B瓶中导管(图2中阴影部分VB)内液柱部分在反应后为空气所占据,不该计入氢气的体积.
你认为他们的意见合理的是
 
(合理则填序号,否则填“无”).如有合理之处,请根据下面的数据给出修正的1mol氢气体积的数学表达式.(镁元素的相对原子质量为24.3)
实验次数 m(Mg)
g
硫酸体积mL 液体量瓶中液体体积mL 抽出气体体积mL B瓶的一段液柱体积mL 水汽体积百分含量 计算1mol氢体积L
1 0.100 10.0 110.0 6.5 VB a%
1mol氢气体积=
 
L(填写数学表达式).

工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即在沸腾炉中煅烧黄铁矿、SO2的催化氧化及其SO3的吸收。请回答下列几个有关硫酸工业中的几个问题。

(1)生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料,在蒸馏釜中煅烧。反应的化学方程式为:2FeSO4·7H2O  Fe2O3 + SO2↑+ SO3↑+ 14H2O。其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。用如图所示装置模拟用绿矾制硫酸的实验,并检验生成的硫酸和二氧化硫(加热装置已略去)。其中b为干燥的试管。下列关于该反应说法正确的是(     )

A.若将反应后的三种气体通入BaCl2溶液中,产生的沉淀为BaSO3、BaSO4

B.b中产物用紫色石蕊试液即可检验出其中H+和SO42

C.为检验反应的另一种生成物,试管c中应加入的试剂为NaOH溶液

D.b中所得到的硫酸的质量分数为29.5%

(2)从沸腾炉中出来的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入接触室,其主要目的是__________。

(3)接触室中热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的,如气、液热交换时通常使用的仪器是______________。

(4)接触室中主要反应是SO2的催化氧化,在生成硫酸的过程中,钒触媒(V2O5)所以能加快二氧化硫氧化的速度,除了具有吸附作用外,有人认为反应过程中还产生了一连串的中间体(如图)。c步的化学方程式可表示为_______________________。

(5) 工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的副产品。将尾气通入粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液中,经过一系列处理后得到一种相对分子质量为172的化工原料J。试写出J的化学式_________。

天然气、煤炭气(CO、H2)的研究在世界上相当普遍。其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源,比其他制氢技术更有优势。主要反应为:

①CH3OCH3(g) +H2O(g) 2CH3OH(g)     △H= 37Kj·mol-1

②CH3OH(g)+H2O(g) 3 H2(g)+CO2(g)    △H =49Kj·mol-1

③CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O(g)       △H=41.3Kj·mol-1

其中反应③是主要的副反应,产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响。

请回答下列问题:

(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为                    

(2)CH3OCH3(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为                           

(3)下列采取的措施和解释正确的是                  。(填字母序号)

A.反应过程在低温进行,可减少CO的产生

B.增加进水量,有利于二甲醚的转化,并减少CO的产生

C.选择在高温具有较高活性的催化剂,有助于提高反应②CH3OH的转化率

D.体系压强升高,虽然对制取氢气不利,但能减少CO的产生

(4)煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇,反应的化学方程式为:

CO (g) +2H2(g) CH3OH(g)  △H <0。现将l0mol CO与20mol H2置于密闭容器中,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率()与温度、压强的关系如下图所示。

①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA          tB(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②A、C两点的平衡常数KA             KC(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)某工作温度为650oC的熔融盐燃料电池,是以镍合金为电极材料,负极通人煤炭气(CO、H2),正极通人空气与CO2的混合气体,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物做电解质。请写出正极的电极反应式    ____                                  

 

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